[發明專利]一種智能控制的促進海洋固著生物誘導與生長的裝置

有效

• 申請號: 202010984455.7
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112119953B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 呂建福;劉佳其;張倩;劉承聰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: A01K61/54
• 分類號: A01K61/54;A01K61/75;C04B26/00;C04B38/00;C04B111/40;C04B111/74
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本發明提供一種智能控制的促進海洋固著生物誘導與生長的裝置，包括誘導與營養物質儲物倉、漂浮裝置、固定裝置、自動控制電路和傳感系統，漂浮裝置設置在固定裝置上，誘導與營養物質儲存倉設置在固定裝置下方并可沿著固定裝置移動；所述自動控制電路根據實際海洋環境與固著生物對多種離子的需求，設定控制參數，自動控制誘導與營養物質儲物倉的倉室門的開關；所述傳感系統設置在誘導與營養物質儲物倉底部或者海底部，是用來監測該區域的pH值、溫度、溶解氧、鹽度、鈣離子。本發明解決目前對于當地海域生態較好，增加牡蠣的附著量，重構完整生態系統的環境的技術，目前還沒有可實時監測海水中相關參數，并及時調整海水的pH值、離子等技術。

技術領域

本發明涉及誘導海洋固著生物附著、修復生態環境的技術，尤其涉及一種智能控制的促進海洋固著生物誘導與生長的裝置。

背景技術

由于我國沿海地區近幾十年的經濟快速發展，且發展方式粗放、不注重環境保護；同時大量的生活污水、工業廢水直接排放入海，造成沿海生態大規模破壞，已對我國海岸經濟進一步發展形成制約。同時大規模建設的海洋混凝土工程及防波堤使本就脆弱的海洋生態系統進一步破壞。若不立即采取必要的生態環境的保護措施，未來的損失將會十分巨大。同時隨著經濟的進一步發展，人們更是喜歡良好的生態環境。同時21世紀以來，全球工業化發展迅猛，化石燃料消耗巨大，熱帶雨林等植被被大量砍伐，導致全球二氧化碳排放量急劇上升，溫室效應加劇，氣候變暖，使得大量二氧化碳溶解于占據十分之七地球表面的海水中，進而加速了海洋酸化的進程。因此，改善和修復目前沿海生態環境是非常迫切的。

目前國內外從不同離子、水泥種類、鈣類物質、底質顏色和底質粗糙度等對牡蠣附著方面開展了研究，簡要介紹如下：

離子：目前深入研究的有K⁺、NH₄⁺、Ca²⁺和Cu²⁺，其中K⁺、NH₄⁺和Ca²⁺對牡蠣的附著或變態具有促進作用，而Cu²⁺作用不明顯且在濃度大時會對幼蟲造成死亡。但是由于實施起來難度大或者成本較高一般不適用于實際海洋混凝土工程中。水泥種類：混凝土作為海洋固著生物附著的底質材料在當下使用非常普遍，雖然有采用新制作的混凝土構件、廢棄的混凝土等作為一些牡蠣礁修復工程的修復底物，但是效果并不理想。這是由于目前硅酸鹽水泥混凝土在海洋混凝土工程中應用較為普遍，但其高堿度會較大程度的抑制混凝土表面固著生物附著生長。而采用堿度較低的水泥配制混凝土對于提高對堿敏感的生物量(主要為海洋植物)具有較大作用，對于提高牡蠣的附著量和附著密度作用較小。鈣類物質：有效誘導牡蠣幼蟲附著最常用的含鈣底物是石灰石和混凝土。通過實驗，得出相同條件下牛骨粉對牡蠣幼蟲附著的誘導能力強于碳酸鈣，而碳酸鈣與硫酸鈣誘導能力幾乎相等。顏色：在海域溫度較低的情況下，深色的底質對于牡蠣有著促進生長的作用。國內的相關研究表明牡蠣幼蟲在一定程度上會對顏色有選擇性。粗糙度：粗糙度對海洋固著生物幼蟲附著研究結果不一致。在保證其余條件不變的前提下，相對于光滑面，牡蠣、藤壺幼蟲更傾向于附著于粗糙面上。然而在一些其他研究上發現，粗糙度并沒有明顯改變幼蟲的附著情況。

為修復沿海生態環境，CN111264427A中公開了一種海洋工程的建造方法，盡管其能使牡蠣幼蟲快速、致密地附著于混凝土表面，進而在達到提高海洋混凝土工程的耐久性基本目標的前提下，同時利用牡蠣作為“海洋生態工程師”的特點，提高固定碳元素的能力、降低水體污染和底質污染、改善海洋生態環境。但是該發明能夠順利實施的前提條件是海洋混凝土工程建造海域的理化環境適宜牡蠣的生長發育。即CN111264427A不能克服部分海域因海洋酸化導致的pH值低，Ca²⁺等離子量不足，牡蠣生存環境差的問題，在應用領域有明顯的限制。