[發明專利]一種實驗室模擬海洋酸化系統

在審

• 申請號: 201510052062.1
• 申請日: 2015-01-31
• 公開（公告）號: CN104663560A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 任志明;母昌考;王春琳;宋微微;李榮華
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: A01K63/00
• 分類號: A01K63/00;A01K63/04
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 張一平

技術領域

本發明涉及一種實驗室研究用輔助系統，尤其涉及一種模擬海洋酸化的研究系統。

背景技術

CO₂是人類活動產生的最主要的溫室氣體之一，且人類正在通過化石燃料的燃燒及其他活動持續向大氣中輸入大量的CO₂。海洋吸收的CO₂對于緩解全球變暖起著重要的作用，但是它破壞了海洋自身碳酸鹽的化學平衡，導致海水酸度增加。這種由于海洋吸收了大氣中人為CO₂引起的海水酸度增加過程，被稱為海洋酸化(Ocean?Acidification，OA)。與工業革命前相比，表層海水的pH平均值從工業革命開始時的8.2下降到目前的8.1，據政府間氣候變化專門委員會(IPCC)預測，到本世紀末，海水pH值將再降低0.3～0.4個單位，即海水中H⁺濃度將增加約1～1.5倍，到2250年，pH值會再降低0.7個單位。

2003年，海洋酸化(Ocean?Acidification)這一術語第一次出現在《Nature》雜志中。大氣中CO₂體積分數持續升高，導致海洋吸收CO₂(酸性氣體)的量不斷增加，海水pH值下降，這種由大氣CO₂體積分數升高導致的海水酸度增加的過程被稱為海洋酸化。從工業革命以來，海洋大約吸收了三分之一的人為排放的二氧化碳，使表層海水的pH平均值從工業革命開始時的8.2下降到目前的8.1，據政府間氣候變化專門委員會(IPCC)預測，到2100年，海水pH平均值將因此下降約0.3～0.4，至7.8或7.9，到那時，海水酸度將比工業革命開始時約大100％～150％。

海洋酸化通過影響海洋生物的生存和發展，進而影響到海洋生態系統的穩定，同時也會對人類的海洋經濟產生影響。鑒于海洋酸化對海洋環境造成如此大的危害及目前國內外對于海洋酸化研究還相對有限，因此現在需要一種能夠對海洋酸化進行研究的實驗方法或實驗裝置。目前，國內外獲得實驗室模擬海水酸化實驗的方法主要有pH實時監控和二氧化碳(CO₂)分壓調節法。其中pH實時監控通過特定程序將計算機、pH監控裝置和CO₂解壓閥連接，以實現實驗海水pH值的自動化調節，這種方法雖然具有全自動化、節省人力、操作方便等優點，但pH實時監控體系的建立需要設計專門的程序，同時實驗設備復雜，因此其費用相對較高。而CO₂分壓調節的方法主要有兩種，一種是將純CO₂直接通入培養海水中，當達到要求的pH之后進行封閉培養，該方法有操作簡單、方便、快捷等優點，但是無法保證實驗過程pH值的穩定性。而另一種是將純CO₂氣體和空氣按一定比例混合后，連續通入培養海水以實現酸化條件，該方法有可維持體系pH值不變，操作簡單的優點，但是需要預先制備不同CO₂濃度的氣體，且在通氣過程中需要對海水進行不斷的攪拌，這樣會對所培養生物的生長、發育造成人為的機械損傷。因此現在需要一種能夠解決上述問題的新型實驗室模擬海水酸化裝置或系統。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術現狀而提供一種結構簡單、躁音小和運行穩定的實驗室模擬海洋酸化系統。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：該實驗室模擬海洋酸化系統，其特征在于：包括實驗培養箱系統，CO₂供氣系統，供水系統，水凈化系統和水體加熱裝置，所述實驗培養箱系統包括有至少一個養殖槽，所述供水系統包括有儲水箱、抽水泵和供水管線，所述水體加熱裝置包括設置在所述儲水箱內的加熱棒以及設置在每個養殖槽內的溫度計，而所述CO₂供氣系統包括用于存儲CO₂的CO₂氣瓶、對CO₂濃度進行自動調節的CO₂加富器、供氣管線以及設置在每個養殖槽內的環形納米曝氣管，所述CO₂加富器能實現對每個養殖槽持續均勻地泵入特定濃度的CO₂氣體以達到酸化水體的目的，而所述的水凈化系統設置在所述實驗培養箱系統和供水系統中間，以使得所述儲水箱中的水由抽水泵經由供水系統的進水管輸送到每個養殖槽內，再經所述水凈化系統處理后回流入所述儲水箱中，以實現凈化水體的目的。