CN211652820U - 一种本土基准受试生物的流水式毒性试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种本土基准受试生物的流水式毒性试验装置，包括试验用水配制单元、流水式毒性试验单元以及毒性效应监控单元3个单元，其中流水式毒性试验单元包括试验系统、循环系统、过滤系统、自动取样系统、补水和自动加药系统、自动喂食系统，可以跟据基准受试生物毒性试验条件的差异和习性的差异，自主设置不同的水质参数和条件，满足我国本土基准受试生物的流水式毒性试验，并且不会对环境造成污染，本装置的应用将会加快水生生物的基准的制定和基准受试生物的试验的相关工作，减少过程中的人力成本和人为误差，具有很好的科研价值与应用效益。

Description

一种本土基准受试生物的流水式毒性试验装置

技术领域

本实用新型涉及水生生物基准试验、生态毒理学技术领域，更具体的说是涉及一种本土基准受试生物的流水式毒性试验装置。

背景技术

流水式毒性试验是在不断流动的溶液中检验污染物对水生生物毒性影响的试验。通过补水和自动加药系统，使试验溶液、对照溶液不断流入含有基准受试生物的试验容器，整个试验过程中污染物的浓度保持稳定。

我国已系统的开展了水生生物基准的制定工作，本土水生生物的生态毒理学试验是进行水生生物基准研究工作的重要组成部分，然而国内外至今没有统一的本土基准受试生物的流水式毒性试验装置，不能满足鱼类以外的本土基准受试生物的测试条件和水生生物基准所需的试验流程。

具体的，国内现有的流水式装置一般是针对化学品测试用的国际标准受试生物，比如斑马鱼等，并且都是针对鱼类的，没有针对大型溞等小型动物的。随着我国水质基准研究体系的开展，本土基准受试生物的测试工作也需大量的开展。

因此，如何提供一种可开展我国本土鱼类特别是小型动物试验的流水式毒性试验装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种满足我国本土基准受试生物中华青鳉、麦穗鱼、唐鱼、鲫鱼、鲤鱼、黄颡鱼等的幼鱼、青虾、中华绒螯蟹等小型基准受试甲壳生物的流水式毒性试验装置，并且不会对环境造成污染，具有很好的科研价值与应用效益。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种本土基准受试生物的流水式毒性试验装置，包括：

用于提供不同水质参数试验用水的试验用水配制单元、流水式毒性试验单元和用于识别基准受试生物生长状态的毒性效应监控单元；

其中，所述流水式毒性试验单元包括若干组毒性试验系统，每组毒性试验系统均包括用于开展毒性试验的试验系统、用于过滤试验溶液的过滤系统、用于调整试验溶液流速的循环系统、用于对试验溶液中化学物质进行取样和监测的自动取样系统、用于对试验溶液水量/浓度进行调整的补水和自动加药系统、以及用于向所述试验系统中投加饵料的自动喂食系统；

需要注意的是，试验系统、过滤系统、循环系统每组毒性试验系统均各自独立设置的，而补水和自动加药系统、自动取样系统和自动喂食系统由多组毒性试验系统共同使用，不仅实现了试验的正常运行，而且最大程度的节省了空间。

所述试验系统的输入端与所述试验用水配制单元连接；

所述过滤系统与所述循环系统均位于所述试验系统的下方，并且所述试验系统分别与所述过滤系统和所述循环系统连通；

所述自动取样系统位于所述试验系统的一侧，固定时间内通过机械臂对所述试验系统中的试验溶液进行取样，并且所述自动取样系统与所述补水和自动加药系统电连接；

所述补水和自动加药系统位于所述试验系统的一侧，通过液位计检测所述试验系统中试验溶液的水位，并且通过检测结果控制所述试验用水配制单元、所述循环系统进行补水；

所述自动喂食系统与所述循环系统电连接；

所述毒性效应监控单元用于对所述试验系统进行红外行为扫描，并且所述毒性效应监控单元与所述自动取样系统电连接。

优选的，在上述一种本土基准受试生物的流水式毒性试验装置中，所述试验用水配制单元调整试验用水的水质参数包括但不限于水体硬度、pH、温度、溶解有机碳DOC。

上述技术方案的有益效果是：所述试验用水配制单元用于试验用水的配制，为后续的流水式毒性试验提供试验溶液，不含有任何对受试生物有毒的物质。

优选的，在上述一种本土基准受试生物的流水式毒性试验装置中，所述水质参数预设置为：水体硬度0-300mg/L，pH6-10，温度15-28℃，DOC0-10mg/L。

上述技术方案的有益效果是：所述试验用水配制单元可配制不同水质参数的试验用水，水体硬度、pH、温度、DOC等水质参数均会影响金属、氨氮、有机物等污染物对基准受试生物的毒性效应，在水生生物水质基准的制定过程中，需要获得不同水质参数下本土基准受试生物的毒性数据，而该单元可通过试验用水的配制完成水质参数的调节，通过紫外线照射灭菌后，为后续毒性试验单元提供一系列水质参数的试验用水。

优选的，在上述一种本土基准受试生物的流水式毒性试验装置中，所述流水式毒性试验单元包括至少七组毒性试验系统，分别为一个对照组、一个溶剂对照组和至少五个毒性浓度梯度组。

上述技术方案的有益效果是：每组毒性试验系统均由负责本土基准受试生物的流水式毒性试验以及对毒性试验系统用水进行处理及循环利用等系统组成，并保证试验体系的浓度。

优选的，在上述一种本土基准受试生物的流水式毒性试验装置中，每组所述试验系统由若干个并列的玻璃容器组成，优选为每组所述试验系统由3个并列的玻璃容器组成，并且所述玻璃容器设置有孔径可调节的防逃逸网。

上述技术方案的有益效果是：由于标准试验一般设置3个平行组，所以每个组设置有3个玻璃容器。在所述玻璃容器内开展本土基准受试生物的毒性试验，同时结合玻璃容器内放置的液位计，可结合基准受试生物的种类调节溶液量和防逃逸网的孔径。

优选的，在上述一种本土基准受试生物的流水式毒性试验装置中，每个所述玻璃容器内放置至少7个基准受试生物。

优选的，在上述一种本土基准受试生物的流水式毒性试验装置中，所述试验系统的顶部设置有光照系统。

上述技术方案的有益效果是：可依据基准受试生物的习性自动设置光照周期和光照强度。

优选的，在上述一种本土基准受试生物的流水式毒性试验装置中，所述过滤系统由上到下依次设置有粗滤网、细滤网和精滤袋。

上述技术方案的有益效果是：所述过滤系统通过多级过滤的方式，能够有效的去除毒性试验溶液中的生物粪便、食物残渣等。

优选的，在上述一种本土基准受试生物的流水式毒性试验装置中，所述循环系统包括用于提供不同流速试验溶液的流速调节系统和用于调节水体溶解氧水平的充氧系统。

上述技术方案的有益效果是：所述流速调节系统可依据基准受试生物的毒性试验需求和习性，为基准受试生物提供不同流速的试验溶液，比如静态的、半静态的、流动的、高流动的，可调节最大循环量为每10分钟换水100％；所述充氧系统可依据基准受试生物的毒性试验环境和习性，调节水体溶解氧水平。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种本土基准受试生物的流水式毒性试验装置，可以为我国本土水生生物基准的制定和科研工作者对本土基准受试生物进行毒性试验提供全自动的试验操作平台，可较大的减少人工投入，提高试验的可重复性，也可减少普通的静态试验、半静态试验因浓度损失带来的不确定性，可解决普通流水式试验装置不能满足鱼类以外的本土基准受试生物的测试条件和水生生物基准所需的试验流程；

并且能够满足我国本土基准受试生物中华青鳉、麦穗鱼、唐鱼、鲫鱼、鲤鱼、黄颡鱼等的幼鱼、青虾、中华绒螯蟹等小型基准受试甲壳生物的流水式毒性试验，不会对环境造成污染，同时科研工作者可以跟据基准受试生物毒性试验条件的差异和习性的差异，自主设置不同的水质参数和条件；

本装置的应用，将会加快水生生物的基准的制定和基准受试生物试验的相关工作，减少过程中的人力成本和人为误差，该装置具有一定的科研价值与应用效益。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型的框架结构示意图；

图2附图为本实用新型的整体结构示意图。

在图中：

1为试验用水配制单元、2为流水式毒性试验单元、21为试验系统、22为循环系统、221为流速调节系统、222为充氧系统、23为过滤系统、24为自动取样系统、25为补水和自动加药系统、26为自动喂食系统、27为液位计、28为光照系统、3为毒性效应监控单元。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实施例的本土基准受试生物的流水式毒性试验装置主要分为以下三个单元：

1.试验用水配制单元

试验用水配制单元1主要用于试验用水的配制，为后续的流水式毒性试验提供试验用水。新配制的标准试验用水的pH值为7.8±0.2，硬度为(250±25)mg/L(以CaCO₃计)，Ca/Mg的比例接近4:1，溶解氧浓度在空气饱和值的80％以上，不含有任何对受试生物有毒的物质。最重要的是该单元可配制不同水质参数的试验用水，水体硬度、pH、温度、DOC等水质参数均会影响金属、氨氮对基准受试生物的毒性效应，在水生生物水质基准的制定过程中，需要获得不同水质参数下本土基准受试生物的毒性数据，而该单元可通过试验用水的配制完成水质参数的调节，试验用水预设置：水体硬度(调节范围设置为0-300mg/L)、pH(调节范围设置为6-10)、温度(调节范围设置为15-28℃)、DOC(调节范围设置为0-10mg/L)，通过紫外线照射灭菌后，为后续试验单元提供一系列水质参数的试验用水。

2.流水式毒性试验单元

流水式毒性试验单元2包括试验系统21、循环系统22、过滤系统23、自动取样系统24、补水和自动加药系统25、自动喂食系统26。

流水式毒性试验单元2包括9组毒性试验系统(一个对照组，一个溶剂对照组和七个毒性浓度梯度组)，每组单元均由负责本土基准受试生物的流水式毒性试验以及对毒性试验系统用水进行处理及循环利用等系统组成，并保证试验体系的浓度。

(1)试验系统

本系统主要由3个并列的玻璃容器组成，玻璃容器中可开展本土基准受试生物的毒性试验，每个容器中可放置7-10个基准受试生物，试验用水由试验用水配制单元1提供，流出试验系统后，进入下方的过滤系统23、循环系统22，通过循环系统22再次进入试验系统21完成一次循环，中间由补水和自动加药系统25对试验溶液的量和浓度进行监控，保证试验系统21的试验溶液量和浓度。试验缸内设液位计27和防逃逸网，可依据基准受试生物的种类调节溶液量和防逃逸网的孔径。试验系统21的上部有光照系统28，可依据基准受试生物的习性自动设置光照周期(0-24h)和光照强度。

(2)过滤系统23位于毒性试验系统21的下方，试验系统21流过来的试验溶液主要通过各级过滤方式，过滤去除毒性试验溶液中的生物粪便、食物残渣等。

本单元主要由①粗滤网过滤；②精滤网过滤；③精滤袋过滤组成。

(3)循环系统22位于毒性试验系统21下方，与过滤系统23相邻，循环系统22可为流水式毒性试验提供流速可调的试验溶液。①流速调节系统221(依据基准受试生物的毒性试验需求和习性，可为基准受试生物提供不同流速的试验溶液，比如静态的、半静态的、流动的、高流动的，可调节最大循环量为每10分钟换水100％)，②充氧系统222(依据基准受试生物的毒性试验环境和习性，调节水体溶解氧水平)。

(4)自动取样系统24位于毒性试验系统21的左侧，固定时间内通过机械臂取样器29对试验溶液进行取样，并自动对所取水样的化学物质浓度按照预设的化学分析条件进行仪器分析，计算试验容器中化学物质的损失率，等损失超过20％时，自动启动补水和自动加药系统25。

(5)补水和自动加药系统25位于毒性试验系统21的左侧，主要通过液位计27检测试验溶液的水位，当试验溶液水位低于正常水位时，通过循环系统22或试验用水配制单元1进行补水；并在浓度损失时，利用母液通过采样的机械臂对试验系统21进行定量加注，完成浓度调整。

(6)自动喂食系统

在开展本土基准受试生物的慢性试验时，自动依据受试生物的体重按预设百分比的量定时向试验系统21投加饵料，投加饵料时，循环系统22自动关闭，投加饵料1h后，循环系统22自动打开。

3.毒性效应监控单元3

本单元配制于毒性试验系统21的前侧，通过预设轨道完成对各个试验系统的实时红外行为和运动扫描，识别基准受试生物的死亡、活动、摄食、生长、繁殖等过程，自动记录基准受试生物的死亡、活动等情况，并进行分析计算，同时外侧的机械臂将死亡的生物捞出。

注意：以上试验用水是指用于配置试验溶液的水，不含其他有毒的污染物质；试验溶液是指在试验用水中加入含污染物的母液，直接对鱼等生物开展毒性试验的溶液。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种本土基准受试生物的流水式毒性试验装置，其特征在于，包括用于提供不同水质参数试验用水的试验用水配制单元、流水式毒性试验单元和用于识别基准受试生物生长状态的毒性效应监控单元；

其中，所述流水式毒性试验单元包括若干组毒性试验系统，每组毒性试验系统均包括用于开展毒性试验的试验系统、用于过滤试验溶液的过滤系统、用于调整试验溶液流速的循环系统、用于对试验溶液中化学物质进行取样和监测的自动取样系统、用于对试验溶液的水量/浓度进行调整的补水和自动加药系统、以及用于向所述试验系统中投加饵料的自动喂食系统；

所述试验系统的输入端与所述试验用水配制单元连接；

所述过滤系统与所述循环系统均位于所述试验系统的下方，并且所述试验系统分别与所述过滤系统和所述循环系统连通；

所述自动取样系统位于所述试验系统的一侧，固定时间内通过机械臂对所述试验系统中的试验溶液进行取样，并且所述自动取样系统与所述补水和自动加药系统电连接；

所述补水和自动加药系统位于所述试验系统的一侧，通过液位计检测所述试验系统中试验溶液的水位，并且通过检测结果控制所述试验用水配制单元、所述循环系统进行补水；

所述自动喂食系统与所述循环系统电连接；

所述毒性效应监控单元用于对所述试验系统进行红外行为扫描，并且所述毒性效应监控单元与所述自动取样系统电连接。

2.根据权利要求1所述的一种本土基准受试生物的流水式毒性试验装置，其特征在于，所述试验用水配制单元调整试验用水的水质参数包括但不限于水体硬度、pH、温度、溶解有机碳DOC。

3.根据权利要求2所述的一种本土基准受试生物的流水式毒性试验装置，其特征在于，所述水质参数的设置范围为：水体硬度0-300mg/L，pH 6-10，温度15-28℃，DOC 0-10mg/L。

4.根据权利要求1所述的一种本土基准受试生物的流水式毒性试验装置，其特征在于，所述流水式毒性试验单元包括至少七组毒性试验系统，分别为一个对照组、一个溶剂对照组和至少五个毒性浓度梯度组。

5.根据权利要求1所述的一种本土基准受试生物的流水式毒性试验装置，其特征在于，每组所述试验系统由若干个并列的玻璃容器组成，并且所述玻璃容器设置有孔径可调节的防逃逸网。

6.根据权利要求5所述的一种本土基准受试生物的流水式毒性试验装置，其特征在于，每个所述玻璃容器内至少放置7个基准受试生物。

7.根据权利要求1所述的一种本土基准受试生物的流水式毒性试验装置，其特征在于，所述试验系统的顶部设置有光照系统。

8.根据权利要求1所述的一种本土基准受试生物的流水式毒性试验装置，其特征在于，所述过滤系统由上到下依次设置有1mm的粗滤网、0.1mm细滤网和0.010mm的精滤袋。

9.根据权利要求1所述的一种本土基准受试生物的流水式毒性试验装置，其特征在于，所述循环系统包括用于提供不同流速试验溶液的流速调节系统和用于调节水体溶解氧水平的充氧系统。

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