[發(fā)明專利]一種壓載水中浮游生物在線檢測裝置及方法

在審

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• 申請日: 2017-07-13
• 公開（公告）號: CN107271630A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王俊生;趙勁松;潘新祥;李冬青
• 申請（專利權(quán)）人: 大連海事大學(xué)
• 主分類號: G01N33/18
• 分類號: G01N33/18
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司21212
• 代理人: 王丹,李洪福

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及船舶壓載水檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體說是涉及一種壓載水中浮游生物在線檢測裝置及方法。

背景技術(shù)

船舶壓載水是外來海洋生物入侵的主要途徑之一，外來有害海洋生物入侵傳播,對生態(tài)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及人類健康等都造成了嚴(yán)重的影響。在《船舶壓載水及沉積物控制和管理國際公約》中規(guī)定了船舶排放時的壓載水性能應(yīng)滿足的標(biāo)準(zhǔn)，其中著重檢測的一項(xiàng)即為壓載水中不同尺寸存活生物的濃度。而浮游生物數(shù)量和種類(船舶壓載水中最普遍存在的一種生物)，也是目前船舶壓載水處理和檢測的主要指標(biāo)。大量研究證實(shí)，船舶壓載水是外來生物入侵的主要途徑和載體，全世界每年交換壓載水約120億噸，而存活于未經(jīng)處理壓載水中的生物多達(dá)7000種，ICES的數(shù)據(jù)表明94％的潛在有害海洋生物是通過船舶壓載水傳播。

為防止壓載水中外來生物的入侵，國際海事組織(IMO)于2004年制定了《國際船舶壓載水及其沉積物控制與管理公約》，該公約將于2017年9月8日正式生效。隨著該公約即將生效，我國作為最大的壓載水輸出國和輸入國，必須開展相關(guān)研究工作。然而目前我國對海洋外來生物，特別是船舶壓載水引入的災(zāi)害監(jiān)測方面缺乏深入研究，無法滿足我國政府部門對壓載水外來生物防控的要求。

隨著壓載水公約的生效，相關(guān)人員需要時刻了解壓載艙內(nèi)壓載水中微生物的情況，進(jìn)而采取有效措施，防止因船舶壓載水指標(biāo)不合格，影響船舶正常工作。目前針對船舶壓載水中外來生物并沒有系統(tǒng)的監(jiān)測方案及裝置，獲取壓載水中浮游生物的含量濃度比較困難，難以實(shí)現(xiàn)浮游生物的實(shí)施監(jiān)測，船舶靠岸時對壓載水的排放不達(dá)標(biāo)，造成經(jīng)濟(jì)損失的情況時有發(fā)生。因此，船舶壓載水的在線監(jiān)測問題亟待解決。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于已有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是要提供一種可以時刻對任意流量的壓載水進(jìn)行浮游生物在線檢測的裝置。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種壓載水中浮游生物在線檢測裝置，其特征在于，裝置包括：過濾模塊、前處理模塊、檢測模塊、數(shù)據(jù)采集處理模塊、顯示模塊和控制模塊；其中：

所述過濾模塊包括與壓載艙相連的進(jìn)水導(dǎo)管，所述進(jìn)水導(dǎo)管內(nèi)設(shè)有控制管路通斷的微閥，經(jīng)過濾模塊處理后的部分壓載水樣品被送入前處理模塊；

所述前處理模塊對過濾后的壓載水樣品進(jìn)行預(yù)處理，并將預(yù)處理后的壓載水樣品送所述檢測模塊；所述預(yù)處理至少包括分離、提純以及染色；

所述檢測模塊分別對預(yù)處理后的壓載水樣品進(jìn)行熒光檢測和阻抗脈沖電壓檢測后，得到的阻抗脈沖信號和熒光信號被所述數(shù)據(jù)采集處理模塊收集、分析；

所述數(shù)據(jù)采集處理模塊將分析結(jié)果送至顯示模塊；

所述控制模塊分別與所述過濾模塊、檢測模塊、數(shù)據(jù)采集處理模塊和顯示模塊連接，用以控制裝置各模塊動作，并且控制模塊還設(shè)有與其他設(shè)備連接的接口，用于傳輸數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步的，作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述過濾模塊還包括設(shè)置于入水口的第一濾膜和設(shè)置于出水口的第二濾膜；所述出水口通過導(dǎo)管連接于壓載艙，用以送回多余的壓載水。

進(jìn)一步的，作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述檢測模塊包括設(shè)置于樣品平臺上的微流控芯片、熒光檢測模塊以及阻抗脈沖檢測模塊；所述熒光檢測模塊包括光激發(fā)組件和光檢測組件；所述阻抗脈沖檢測模塊包括阻抗脈沖電極和阻抗脈沖檢測組件。

進(jìn)一步的，作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述微流控芯片上依次凹刻有與過濾模塊相連的進(jìn)樣通道、檢測通道以及與壓載艙相連的出樣通道，所述檢測通道兩側(cè)，設(shè)有容納阻抗脈沖電極的凹槽。

進(jìn)一步的，作為本發(fā)明的優(yōu)選，所述熒光檢測模塊包括用以照射微流控芯片檢測區(qū)域的光激發(fā)組件以及檢測微生物熒光信號的光檢測組件。

本發(fā)明另一目的是要提供一種基于上述裝置的壓載水中浮游生物在線檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)裝置安裝，按照要求將裝置各部分依次組合連接并通過進(jìn)水導(dǎo)管和出水導(dǎo)管實(shí)現(xiàn)與壓載艙連通，實(shí)現(xiàn)壓載水由進(jìn)水導(dǎo)管流入過濾模塊，以及多余的壓載水由出水導(dǎo)管流回壓載艙；

2)開啟裝置，通過控制模塊調(diào)節(jié)進(jìn)水導(dǎo)管中微閥的開闔進(jìn)一步調(diào)節(jié)裝置壓載水進(jìn)水流量，實(shí)現(xiàn)壓載水由進(jìn)水導(dǎo)管流入過濾模塊，以及多余的壓載水由出水導(dǎo)管流回壓載艙，通過過濾模塊的壓載水樣品經(jīng)過前處理模塊的分離、提純以及染色操作；同時開啟裝置各模塊，進(jìn)入工作狀態(tài)；