[發明專利]實現走航過程對深海表層水連續取樣的科考船

有效

• 申請號: 201810388718.0
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108663235B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 張志平;張浩然;李楊
• 申請（專利權）人: 自然資源部第一海洋研究所
• 主分類號: G01N1/14
• 分類號: G01N1/14;B63B35/00
• 代理公司: 煙臺上禾知識產權代理事務所(普通合伙) 37234
• 代理人: 孫俊業

本發明公開了一種實現走航過程對深海表層水連續取樣的科考船，包括船體，在船體的船舷處設置有一用于對水面以下的表層水連續取樣的裝置，該裝置包括一可沿船舷上下升降的支架，在支架上固定有一用于將表層水抽吸取樣的取樣管，以及用于驅動支架升降將取樣管伸至表層水位置的液壓缸，在支架上設置有避免因船體走航時海水產生持續阻力對取樣管造成損壞的緩沖機構。深度傳感器、控制器與液壓缸的設置，不但有效保證能夠準確取到表層水，而且在科考船航行過程中能夠實現連續采集，緩沖機構不但有效避免了連續水流阻力作用在取樣管軸向及徑向導致取樣管的損壞，而且能夠實現對阻力的緩解，提高了取樣裝置的使用壽命。

技術領域

本發明涉及科考船技術領域，特別涉及一種實現走航過程對深海表層水連續取樣的科考船。

背景技術

微塑料，是一種直徑小于5毫米的塑料顆粒，是一種造成污染的主要載體。微塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚氨酯、聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二酯等。微塑料體積小，這就意味著更高的比表面積(比表面積指多孔固體物質單位質量所具有的表面積)，比表面積越大，吸附的污染物的能力越強。首先，環境中已經存在大量的多氯聯苯、雙酚A等持久性有機污染物(這些有機污染物往往是疏水的，就是說它們不太容易溶解在水中，所以它們往往不能隨著水流隨意流動)，一旦微塑料和這些污染物相遇，正好聚集形成一個有機污染球體。微塑料相當于成為污染物的坐騎，二者可以在環境中到處游蕩。

《環境署2014年年鑒》和《評估塑料的價值》報告指出,塑料污染威脅到了海洋生物的生存以及旅游業、漁業和商業的發展。引起了人們對微塑料的注意。

游蕩的微塑料的粒徑一般在5mm以內，很容易被海洋環境中的浮游動物、底棲生物、魚類、貽貝等“低端”食物鏈生物誤食，微塑料不能被消化掉，被生物攝入體內只能在胃里一直存在著，占據空間，導致動物生病甚至死亡；而如果是帶著有機污染物的微塑料被吃掉，那對于這些浮游生物的傷害更是雪上加霜，污染物在生物體內酶的作用下釋放出來，加劇它的病情。一方面可能會造成生物的死亡，影響生態系統穩定，另一方面可能會通過食物鏈傳播，最后出現在人類的餐桌上。貽貝、浮游動物等處于食物鏈底端的生物會被上層動物吃掉，而微塑料，甚至微塑料和有機污染物都進入了上層動物體內，食物鏈一個特征是“富集”效應，也許在底層動物體內有害物質只有1％，但是到上層就變成了20％，這樣會使大量的食用微塑料的生物生病或者死亡，食物鏈的頂端的生物是人類，人類在富集的作用下，會累積大量的微塑料在體內，這些難以消化的小顆粒對人產生難以預計的危害。微塑料猶如海洋中的PM2.5一般，威脅著海洋生物和人類的健康。動物實驗發現塑料微粒由于粒徑較小，可進入組織細胞，在動物臟器中蓄積，引起炎癥反應，導致肝損傷和內分泌紊亂等。

要對海洋中的微塑料進行管控，第一步是要對這些微塑料的成分和含量進行檢測，從而對污染的嚴重性和主要來源進行評判，對下一步的治理提供依據。目前對海洋微塑料顆粒的檢測有PerkinElmer紅外光譜及紅外顯微成像系統、變換顯微紅外光譜法等。PerkinElmer紅外光譜及紅外顯微成像系統可為檢測過程提供有力的支持。但微塑料檢測的前提是首先要從海洋表層水中將微塑料顆粒取樣并過濾才能獲得。目前取樣分為靜態取樣和動態的船尾或側舷取樣，靜態取樣比較容易操作，但需要停船作業，其不方便采集大量的數據對一定范圍內的海域做評估，動態取樣由于船的運行會使得海水對取樣設備產生持續較大的阻力，這對取樣設備提出了一個較高的要求。但是需要而且要想檢測并通過檢測結果評價一定范圍內水域微塑料的污染狀況，就需要對該片海域進行一個連續的平均的取樣，也就說將該片海域的表層水取樣面積越大，表征的數據越準確，這就需要進行一個持續的取樣。例如多種我國自主研發的深海取樣設備如多管、箱式、拖網等。