專利名稱：一種用于水生動物毒性實驗的自動流動換水裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種流動換水裝置，特別地涉及一種用于水生毒理學中毒性實驗 的自動流動換水裝置。
技術(shù)背景經(jīng)濟的飛速發(fā)展在提高人類生活水平的同時，也帶來了諸多環(huán)境污染問題，其中 水體污染是目前比較嚴峻的環(huán)境問題之一，而水體沉積物是各種有毒物質(zhì)，特別是重金屬 和有機污染物的富集場所，不僅直接危害水生生物，特別是底棲動物的生存，還可能通過食 物鏈的放大傳遞而威脅到其他生物，包括人類的健康，甚至威脅到整個生態(tài)系統(tǒng)。因此，開 展水體沉積物風險評估是環(huán)境毒理學領域中的一個重要方向，也是亟需開展的一項工作。 進行水體沉積物毒性風險評估的一個重要手段就是進行毒性實驗，主要包括急性毒性實驗 和累積實驗。水生毒理學試驗常常被用于評價水環(huán)境中毒害污染物的生態(tài)毒性，進而對水生態(tài) 環(huán)境進行合理的生態(tài)風險評估。河流與海洋中的沉積物是許多毒害污染物進入水體后的主 要歸宿，沉積物也常被研究人員作為了解水體污染程度的有效研究對象。因此準確評價沉 積物污染狀況及其生態(tài)毒性，是開展水環(huán)境污染控制和治理研究的一項重要任務。水體的 流動給水生生物提供了一個良好的水質(zhì)環(huán)境，在一般的實驗室環(huán)境中是無法完全按照河流 與海洋的水流流動來開展實驗的，如果不及時更換水生動物的試驗用水，對水生生物生存 影響最大的幾個因素，例如溶解氧、電導率、PH值和硬度等水質(zhì)參數(shù)也會隨之改變，最終導 致試驗失敗。但是，長時間的水生毒理試驗，尤其是需要連續(xù)開展幾個月的慢性毒理試驗， 依靠人工每日換水，需要耗費大量人力。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展和實驗手段的創(chuàng)新，給生 態(tài)毒理學研究者提供了新的思維和研究工具，使生態(tài)毒理學研究從靜態(tài)毒理實驗向動態(tài)毒 理實驗發(fā)展，從費時費力的人工換水向自動流動換水方式改變。如何研究簡單方便、經(jīng)濟實 用的水生毒理學實驗裝置，并且成功運用于沉積物毒理試驗中，是很多水生毒理學研究者 的課題之一。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有沉積物毒理實驗需要人工手動換水，費時費力， 降低科研人員的工作效率和試驗的成功率的缺陷，提供了一種投資少，操作簡便，可以用于 利用水生動物開展沉積物毒性實驗的自動流動換水裝置。本裝置可以對實驗中模擬的各 類小型水環(huán)境進行定時和定量的自動換水，不僅可以運用于急性毒性試驗和慢性毒性試驗 中，而且可用于相關水生動物的生物有效性、生物累積和生物降解等試驗的研究。本實用新型是通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的本實用新型的用于水生動物毒性實驗的自動流動換水裝置，其特征在于，包括支 架，在支架上設有一組以上的換水裝置，該換水裝置包括分配池和位于分配池正下方的樣 品池，分配池底部具有若干個孔，在樣品池中，分配池底部孔的正下方設有與孔相對應的若干個上方開口的容器，容器的開口端下部側(cè)壁上設有具有攔截網(wǎng)的排水孔，在樣品池的底 部設有加熱棒和排水管，排水管的進水端的開口面高于加熱棒，低于容器的排水孔，分配池 與能定時開關的水源相連通。優(yōu)選，在所述的分配池中設有若干個間隔板，能將分配池間隔成若干個小分配池， 每個小分配池都與能定時開關的水源相連通。優(yōu)選，所述的支架支撐于安全柜上，所述的水源為一蓄水池，設于在安全柜內(nèi)的一 側(cè)，通過蓄水池內(nèi)設有的受控而間歇式工作的上水泵將水泵至分配池中，在該蓄水池的上 方還設有氣泵，其輸氣管通入蓄水池中，該氣泵泵入氣體經(jīng)其輸氣管往蓄水池內(nèi)的水通氣， 保證水中溶解氧量，在安全柜內(nèi)的另一側(cè)設有廢水池，廢水池中設有裝填有活性炭和過濾 棉布的過濾裝置，所述排水管的排水端插入該過濾裝置中?？梢愿鶕?jù)試驗要求在蓄水池里 加不同的水來給毒理試驗換水，廢水經(jīng)過廢水池中的含有活性炭和過濾棉布的過濾裝置處 理后再排出系統(tǒng)，符合環(huán)保要求。所述的上水泵的電源輸入引線經(jīng)定時器與電源相連，通過定時器控制上水泵的工 作頻率和工作時間，從而控制分配池進水的頻率和進水量。在某個特定的時間將上水泵的 電源輸入引線接上電源，通過定時器控制上水泵的工作時間，確定換水的持續(xù)時間，從而確
定換水量。所述的上水泵的電源輸入引線經(jīng)自動間歇式電開關與電源相連，通過自動間歇式 電開關控制上水泵的間歇式工作，從而控制上水泵的工作頻率以及工作時間，進而控制分 配池進水的頻率和進水量，確定換水的持續(xù)時間，最終確定換水量。上水泵工作過程是這樣 的，對自動間歇式開關進行系統(tǒng)設定，使其某些特定的時間開啟，使上水泵開始工作，將水 泵至分配池中，流入樣品池中的容器中，使容器達到換水的目的，開啟一定的時間后，然后 關閉，進而關閉上水泵，從而達到自動換水的目的。優(yōu)選，在所述的分配池底部每個孔上嵌套有一注射器，注射器不僅起到將分配池 內(nèi)的水分配到各個容器的作用，還能夠控制水的流速，可以保證換水時不會導致沉積物的 擾動，從而給生物提供一個穩(wěn)定的暴露環(huán)境，將外界對實驗結(jié)果的干擾降低到最小，所述的 樣品池由透明材料制作，在該樣品池一側(cè)外壁上安有熒光燈，可以根據(jù)實驗要求改變燈光 顏色和強度，保證水生毒理實驗在最適合的光照條件下進行，在所述的樣品池中設有溫度 計，能夠?qū)崟r監(jiān)測實驗溫度，在所述的樣品池中設有循環(huán)水泵，循環(huán)水流泵可促進水體流 動，從而避免水體局部過熱。優(yōu)選，所述的換水裝置具有兩組，即第一換水裝置和第二換水裝置，呈上下排列， 兩個換水裝置的分配池中都具有1個間隔板，將每個分配池間隔成兩個小分配池，兩個換 水裝置的排水管為同一根排水管，該排水管穿過第一換水裝置和第二換水裝置的樣品池， 在位于第二換水裝置的樣品池內(nèi)的排水管上具有一缺口，作為第二換水裝置的樣品池中的 排水管的開口端。所述的廢水池優(yōu)選連有排污的廢水泵，利用該廢水泵將廢水排出。所述的樣品池、分配池和安全柜優(yōu)選采用透明的有機玻璃制成，使實驗人員能直 觀及時地獲得試驗的運行狀況。本實用新型的用于水生動物毒性實驗的自動流動換水裝置，通過能自動開關的水 源將水按時定量的分配到分配池中，流至樣品池中的容器中，從而對樣品池中的容器進行自動換水，實現(xiàn)了換水量和換水頻率的自動工作，方便控制，節(jié)約用水。本實用新型，結(jié)構(gòu)簡 單，制造方便，攔截網(wǎng)的排水孔，不僅可以及時排出換掉的水，又能保證實驗生物不因換水 而流失，另外，也使實驗在一個恒定水量條件下進行，實驗結(jié)果更可靠；樣品池內(nèi)配有的加 熱棒，在水溫較低時可以進行加熱，保持恒溫條件。因此本實用新型與傳統(tǒng)的人工手動換水費時費力相比，本實用新型操作簡單方 便，省時省力。毒理試驗一般要求有多個平行對照試驗和多個樣品試驗，人工手動換水消耗 了實驗人員大部分的科研時間，同時會使水生毒理試驗中的沉積物產(chǎn)生再懸浮，對生物造 成干擾，而且很難保證平行樣之間的一致性。本實用新型不僅可以同時對多個平行樣定時 定量地進行自動換水，節(jié)省時間，提高工作效率，同時也提供了一個恒溫水浴的實驗環(huán)境， 為毒性實驗的進行提供了完備的條件；

圖1是本實用新型的用于水生動物毒性實驗的自動流動換水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中A-A處的剖面圖。
具體實施方式
以下是對本實用新型的進一步說明，而不是對本實用新型的限制。實施例1 如圖1和圖2所示，本實施例的用于水生動物毒性實驗的自動流動換水裝置，包括 呈長方體的安全柜2(長X寬X高=150cmX90cmX20cm)和支撐于安全柜上面的支架1， 在支架1上設有呈上下排列的兩組換水裝置31、32，即上方的第一換水裝置31和下方的第 二換水裝置32。兩組換水裝置是相同的，以第一換水裝置31為例對換水裝置的結(jié)構(gòu)進行說 明，該換水裝置31包括呈長方體的第一分配池5(長X寬X高=IOOcmX60cmX IOcm)和 位于第一分配池5正下方的第一樣品池4(長X寬X高=123CmX64CmX16Cm)，第一分配 池5和第一樣品池4由透明有機玻璃甲基丙烯酸甲酯(PMMA，又稱亞克力)制成，第一分配 池5底部具有50個圓孔，在每個圓孔上嵌套有一 50ml的醫(yī)用注射器6，在第一分配池5中 間具有一間隔板20，將第一分配池5間隔成兩個小分配池51和52，每個小分配池中具有25 個圓孔，在第一樣品池4中，第一分配池5底部孔的正下方設有與孔相對應的50個400ml 的燒杯7，燒杯7的開口端下部側(cè)壁上設有具有攔截網(wǎng)的排水孔71，該排水孔71能使多余 的水從燒杯7流到第一樣品池4里，而其它物質(zhì)(如毒理試驗用的水生動物、沉積物)不能 自由流出，從而達到換水目的，在第一樣品池4的底部設有加熱棒8和由PVC材料制成的排 水管9，加熱棒通過吸盤安裝在第一樣品池4底部的內(nèi)壁上，排水管9的進水端的開口面高 于加熱棒8，低于燒杯7的排水孔71，在第一樣品池4內(nèi)還設有溫度計21，便于檢測樣品池 內(nèi)的水溫，在第一樣品池4 一側(cè)的外壁上設有熒光燈11，該熒光燈11通過吸盤安裝在該外 壁上，可以根據(jù)實驗要求改變燈光顏色和強度，保證水生毒理實驗在最適合的光照條件下 進行，在第一樣品池4內(nèi)還設有循環(huán)水泵12。第二換水裝置與第一換水裝置相同，也具有上 述結(jié)構(gòu)。在安全柜2內(nèi)的左側(cè)設有蓄水池13，可以根據(jù)試驗要求在蓄水池里加不同的水來 給毒理試驗換水，在該蓄水池的上方還設有氣泵22，其輸氣管221通入蓄水池中，該氣泵22 泵入氣體經(jīng)其輸氣管221往蓄水池13內(nèi)的水通氣，保證水中溶解氧量，在蓄水池13中設有4個上水泵14，即上水泵A、B、C和D，4個上水泵A、B、C和D的輸出端分別為4個小分配池 51、52、53和M輸送水，每個上水泵的電源輸入引線經(jīng)定時器18與電源19相連。在安全柜 2內(nèi)的右側(cè)設有廢水池15，廢水池15中設有裝填有活性炭和過濾棉布的過濾裝置16。兩組 換水裝置的排水管為同一根排水管9，該排水管穿過第一樣品池4和第二換水裝置的第二 樣品池10，排水管9在第一樣品池的進水端的開口面離第一樣品池底壁內(nèi)壁距離為km，使 上面樣品池里廢水液面高于該管口高度時，水自動從排水管9進水端流入，經(jīng)排水管9的排 水端排出，在位于第二樣品池10內(nèi)的排水管上具有一缺口 101，該缺口 101離第二樣品池底 部內(nèi)壁距離為4cm，作為第二樣品池10中的排水管的開口端，這樣的話，樣品池中就有4cm 的水可以給實驗提供恒溫水浴條件，該排水管9的排水端插入過濾裝置16中，樣品池中的 廢水經(jīng)過排水管9，再經(jīng)含有活性炭和過濾棉布的過濾裝置16過濾處理后再排出系統(tǒng)，使 排出的水符合環(huán)保要求。該廢水池還連有排污的廢水泵17，經(jīng)過處理后的污水經(jīng)該廢水泵 排出。本實施例的用于水生動物毒性實驗的自動流動換水裝置是這樣使用的實驗按 照美國環(huán)保局(USEPA)的標準方法(USEPA 600/R-99/064, 2000)所建議的指標進行，急性 毒性試驗選定5個加標濃度，然后在每個濃度以8個平行樣，并加入8個空白。IOOg加標 老化過的濕沉積物置于400ml的燒杯中，加入250ml上覆水，靜置過夜待水體澄清后，加入 10只實驗室內(nèi)培育的水生動物。通過上水泵的電源輸入引線上的定時器的控制，控制上 水泵的開關時間和換水的持續(xù)時間，使得燒杯內(nèi)水每天自動換水兩次，每次每個燒杯換水 100-200ml，保證溶解氧濃度高于5mg/L，每日監(jiān)測溫度、溶解氧、電導率、pH等水質(zhì)參數(shù)。當 溫度過低時啟動加熱棒，并通過熒光燈控制光暗時間比和光強，模擬生態(tài)系統(tǒng)的真實環(huán)境。 10天實驗結(jié)束時，計算水生動物的存活率。實施例2 本實施例基本與實施例1相同，只是上水泵的電源輸入引線經(jīng)過自動間歇式開關 與電源相連。這樣的話，在做水生動物毒性實驗的時候，通過對自動間歇式開關的設定，使得自 動間歇式開關在特定的時間開啟一定的時間，然后關閉，無需任何人工，達到自動定時換水 的目的。
權(quán)利要求1.一種用于水生動物毒性實驗的自動流動換水裝置，其特征在于，包括支架，在支架上 設有一組以上的換水裝置，該換水裝置包括分配池和位于分配池正下方的樣品池，分配池 底部具有若干個孔，在樣品池中，分配池底部孔的正下方設有與孔相對應的若干個上方開 口的容器，容器的開口端下部側(cè)壁上設有具有攔截網(wǎng)的排水孔，在樣品池的底部設有加熱 棒和排水管，排水管的進水端的開口面高于加熱棒，低于容器的排水孔，分配池與能定時開 關的水源相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動流動換水裝置，其特征在于，在所述的分配池中設有若 干個間隔板，能將分配池間隔成若干個小分配池，每個小分配池都與能定時開關的水源相 連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動流動換水裝置，其特征在于，所述的支架支撐于安全 柜上，所述的水源為一蓄水池，設于在安全柜內(nèi)的一側(cè)，通過蓄水池內(nèi)設有的受控而間歇式 工作的上水泵將水泵至分配池中，在該蓄水池的上方還設有氣泵，其輸氣管通入蓄水池中， 在安全柜內(nèi)的另一側(cè)設有廢水池，廢水池中設有裝填有活性炭和過濾棉布的過濾裝置，所 述排水管的排水端插入該過濾裝置中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動流動換水裝置，其特征在于，所述的上水泵的電源輸入 引線經(jīng)定時器與電源相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動流動換水裝置，其特征在于，所述的上水泵的電源輸入 引線經(jīng)自動間歇式電開關與電源相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或5所述的自動流動換水裝置，其特征在于，在所述的分配池底 部每個孔上嵌套有一注射器，所述的樣品池由透明材料制作，在該樣品池一側(cè)外壁上安有 熒光燈，在所述的樣品池中設有溫度計和循環(huán)水泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自動流動換水裝置，其特征在于，所述的換水裝置具有兩組， 即第一換水裝置和第二換水裝置，呈上下排列，兩個換水裝置的分配池中都具有1個間隔 板，將每個分配池間隔成兩個小分配池，兩個換水裝置的排水管為同一根排水管，該排水管 穿過第一換水裝置和第二換水裝置的樣品池，在位于第二換水裝置的樣品池內(nèi)的排水管上 具有一缺口，作為第二換水裝置的樣品池中的排水管的開口端。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自動流動換水裝置，其特征在于，所述的廢水池連有排污的 廢水泵。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動流動換水裝置，其特征在于，所述的分配池和安全柜 采用透明的有機玻璃制作。
專利摘要本實用新型公開了一種用于水生動物毒性實驗的自動流動換水裝置。它包括支架，在支架上設有一組以上的換水裝置，該換水裝置包括分配池和位于分配池正下方的樣品池，分配池底部具有若干個孔，在樣品池中，分配池底部孔的正下方設有與孔相對應的若干個上方開口的容器，容器的開口端下部側(cè)壁上設有具有攔截網(wǎng)的排水孔，在樣品池的底部設有加熱棒和排水管，排水管的進水端的開口面高于加熱棒，低于容器的排水孔，分配池與能定時開關的水源相連通。本實用新型通過能自動開關的水源將水按時定量的分配到分配池中，流至樣品池中的容器中，從而對樣品池中的容器進行自動換水，實現(xiàn)了換水量和換水頻率的自動工作，方便控制，節(jié)約用水。
文檔編號A01K63/04GK201905152SQ201020621089
公開日2011年7月27日 申請日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者李慧珍, 李衍亮, 泰勒·邁特, 游靜 申請人:中國科學院廣州地球化學研究所