[發明專利]自動控制pH的野外圍隔流水系統及實驗方法

在審

• 申請號: 201811453884.0
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109298142A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 蔣增杰;王曉芹;塞繆爾·拉斯特里克;王軍威;房景輝;藺凡;李鳳雪;董世鵬;侯興;張義濤
• 申請（專利權）人: 中國水產科學研究院黃海水產研究所
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G05D21/02;A01K63/00;A01K63/04;A01G33/00
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

本發明涉及一種自動控制pH的野外圍隔流水系統及實驗方法，屬于海洋酸化實驗裝置技術領域。本發明包括CO₂罐、pH控制器、水泵、原液緩沖池和生物馴化裝置，緩沖池中連接有pH控制器的pH探頭，原液緩沖池的上部設置了液位計，中下部設置了攪拌器；原液緩沖桶通過分流裝置連接生物馴化裝置各個實驗桶；生物馴化裝置包括進水口、出水口、懸掛扣、可移動網板及實驗桶，本實驗在野外圍隔條件下進行了酸化模擬，實現了實驗海水pH值自動調控，為實驗順利完成節省大量的人力和物力，節約了實驗成本；另外實驗桶內設有可以移動的網板和掛鉤，放置生物樣品的種類以及數量多，同時所用實驗桶是全密閉設計，可以防止外來物種入侵。

技術領域

本發明涉及一種自動控制pH的野外圍隔流水系統及實驗方法，屬于海洋酸化實驗裝置技術領域。

背景技術

工業革命以來，受人類活動影響，大氣中二氧化碳(CO₂)含量持續升高，導致海洋所溶解吸收CO₂含量迅速增加，繼而引起海水H+濃度升高，海水中碳酸鹽體系發生波動，這種現象即是海洋酸化。據IPCC報道發現，海洋pH值逐年下降：從工業革命到2000年，海洋pH值已經迅速下降了0.1個單位；到2200年海洋pH值將會下降了0.3～0.5個單位；到2300年，海洋pH將會下降了0.7個單位，甚至更低。海洋pH降低會引起海水中碳酸鹽體系中各種理化因子的改變，尤其是H+濃度增高和CO₃^2-濃度減少。大量的文獻已經報道，海洋酸化會降低海洋生物鈣化率，如鈣化貝類，鈣化藻類等，使其易受酸化侵蝕，脆弱化，死亡率增加，從而引起海洋生物物種種類減少，食物鏈簡單化，對生態系統產生不可估量的影響。據漁業統計年鑒(2018)年報道，海水養殖年產量高達2000多萬噸，貝類年產量達1437多萬噸，藻類年產量達2227，各占海水養殖總產量72％和11％，因此海洋酸化對海洋貝類和大型藻類研究，不僅具有重要生態價值，同時對我國漁業經濟產生不可估量的損失。

酸化模擬試驗方法構建是研究的重要基礎，目前海洋酸化相關研究實驗方法多數以實驗室內模擬為主，越來越多的學者青睞于向野外環境拓展。在此背景下，研究野外圍隔條件下，海洋酸化對海洋生物的影響具有重要的意義。

發明內容

針對現有技術存在的上述缺陷，本發明提出了一種自動控制pH的野外圍隔流水系統及實驗方法。

本發明所述的自動控制pH的野外圍隔流水系統，包括CO₂罐、pH控制器、水泵、原液緩沖池和生物馴化裝置，緩沖池中連接有pH控制器的pH探頭，原液緩沖池的上部設置了液位計，中下部設置了攪拌器；原液緩沖桶通過分流裝置連接生物馴化裝置各個實驗桶；生物馴化裝置包括進水口、出水口、懸掛扣、可移動網板及透明樹脂密閉的實驗桶，在桶頂端設置帶有開關的進水管和出水管，進水管出水口設置在桶的底部，出水管出水口的設置在桶上部；桶內底部設有懸掛扣，中間設有可拆卸網板。

優選地，所述實驗桶是全密閉設置。

優選地，所述實驗桶采用聚乙烯材質的柱形桶。

優選地，本系統還包括附屬設備，附屬設備包括管材、線繩、進水閥、出水閥、分流管、氣室、液位計、水泵和電源，液位計和外接水泵的電線需要進行對接，原液緩沖池中的水位通過液位計的升降進行自動調控。

本發明所述的自動控制pH的野外圍隔流水系統的實驗方法，包括如下步驟：

步驟一：以充入純凈CO₂為點源，CO₂氣體流經電磁閥時，電磁閥會根據預設的pH值決定是否接通電磁閥的電源(14)，電磁閥電源(14)接通后，會輸出氣壓信號，CO₂氣體流出，氣體沿著氣管流到原液緩沖池中的氣室，保證CO₂氣體最大限度的溶入海水；