一种用于研究受污染沉积物对鱼类慢性毒性的暴露装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于研究受污染沉积物对鱼类慢性毒性的暴露装置，属于水生生物毒性检测领域。该装置主要包括：暴露容器和沉积物预平衡容器，沉积物在预平衡容器中与目标污染物充分混合达到吸附平衡后再输入暴露容器下部的沉积物稳定室，通过旋转的中空导管均匀布散，并随着至下而上的水力作用进入暴露容器上部的受试生物暴露室。沉积物稳定室和暴露室通过不透水隔板隔开，隔板上可通过环形夹板安装不同孔径的玻璃纤维滤网或滤膜，以此控制进入受试生物暴露室的污染物形态，可区分溶解态和不同粒径大小的颗粒物吸附态。浊度计或悬浮颗粒物测定探头安装于暴露室内壁的可上下移动的套环，便于实时监测暴露室中不同深度的颗粒物浓度。

An Exposure Device for Studying Chronic Toxicity of Contaminated Sediments to Fishes

The invention discloses an exposure device for studying the chronic toxicity of polluted sediments to fish, belonging to the field of aquatic biological toxicity detection. The device mainly consists of an exposure vessel and a sediment pre-equilibrium vessel. After the sediment is fully mixed with the target pollutant in the pre-equilibrium vessel to achieve adsorption equilibrium, the sediment is fed into the sediment stabilization chamber at the lower part of the exposure vessel. The sediment is evenly dispersed through a rotating hollow vessel and enters the biological exposure chamber at the upper part of the exposure vessel with the hydraulic action from bottom to top. The sediment stabilization chamber and the exposure chamber are separated by impermeable partition board, and the partition board can install different aperture fiberglass filters or filter membranes through annular splints, so as to control the pollutant form entering the biological exposure chamber, and distinguish the soluble state from the adsorbed state of particulate matter with different particle sizes. The turbidimeter or suspended particulate matter measuring probe is mounted on the movable sleeve of the exposed indoor wall to facilitate real-time monitoring of particulate matter concentration at different depths in the exposed chamber.

【技术实现步骤摘要】
一种用于研究受污染沉积物对鱼类慢性毒性的暴露装置
本专利技术属于水生生物毒性检测领域，具体涉及一种受污染沉积物对鱼类慢性毒性的暴露装置。
技术介绍
过去的毒理学研究大多以“溶解态污染物才能为生物所利用”为前提假设，因而传统的暴露实验多以水为介质，而很少涉及其它相态或其它环境介质。目前的各类环境标准也使用的是污染物的水相浓度，污染物固相浓度的风险阈值尚未确立。然而水体中的沉积物是各类污染物的一个重要的汇，沉积物中的污染物可能因为环境条件(例如水温、pH或物理扰动等)的改变再释放回水相。近几年对新型污染物的相关研究表明，沉积物吸附的污染物仍具有一定的生物有效性，能够被水生生物吸收、累积、甚至产生干扰生理机能或生殖能力的慢性毒性效应。因此，近年来许多国家越来越重视污染物固相浓度标准的建立，受污染沉积物的慢性暴露试验成为毒理学研究的热点之一。鱼类在水体中分布广泛，可接触到包括沉积物在内的各种环境介质，且处于水生生态系统的高营养级，可通过多种途径暴露于不同形态的污染物。然而目前沉积物中的污染物对鱼类的风险阈值有待确立、对不同鱼类的暴露途径和作用机制尚不清楚，亟待开展相关研究。为保证此类暴露试验顺利进行，提供一套实用性强、操作简易、便于控制和监测沉积物及其吸附污染物的负荷及相关参数的暴露装置尤其重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于研究受污染沉积物对鱼类慢性毒性的暴露装置，利用该装置可以控制受污染沉积物对鱼的直接与间接暴露，在静态、半静态或连续流试验等不同运行模式间切换，实时监测水质及沉积物的相关指标，从而实现在研究受污染沉积物对鱼类的毒性效应时对沉积物性质、污染物形态等关键因素的调节，为研究沉积物中污染物对鱼类的暴露途径提供便利。为实现上述目的，本专利技术公开了一种用于研究受污染沉积物对鱼类慢性毒性的暴露装置，包括一个或多个暴露容器1和沉积物预平衡容器2，其中，暴露容器1分为上下两部分，上部为受试生物暴露室15，下部为沉积物稳定室7，二者通过具有孔洞13的不透水隔板12隔开，沉积物预平衡容器2通过蠕动泵5和输送管6与沉积物稳定室7中心的中空导管9连接，所述中空导管9中排列有沉积物布散孔洞8；所述孔洞13上安装不同孔径大小的玻璃纤维滤网或玻璃纤维滤膜；当包括多个暴露容器1时，其连接方式为串联或并联连接。在本专利技术的一种实施方式中，当包括多个暴露容器1时，其连接方式为串联或并联连接。在本专利技术的一种实施方式中，多个暴露室并联，并与同一沉积物预平衡容器相连，用于研究不同沉积物负荷或颗粒物浓度对目标污染物毒性效应表达的影响。在本专利技术的一种实施方式中，多个暴露室串联，用于研究特定沉积物中不同粒径的悬浮颗粒物对目标污染物毒性效应的表达所起的媒介作用。在本专利技术的一种实施方式中，所述沉积物预平衡容器2配有可调速搅拌器3，其转速为0～3000rpm。在本专利技术的一种实施方式中，所述中空导管9与可调速搅拌器11连接，所述可调速搅拌器的转速为0～3000rpm。在本专利技术的一种实施方式中，所述中空导管9的长度占暴露容器1直径的70～90％，中空导管横截面内径为15～20mm。在本专利技术的一种实施方式中，沉积物布散孔洞8直径占导管内径的50～75％，孔洞间的间隔(相邻孔洞圆心间的距离)为30～50mm。在本专利技术的一种实施方式中，所述蠕动泵5上安装有定时器4。在本专利技术的一种实施方式中，所述暴露容器1是中空圆柱形的，所述暴露容器1的直径为0.4～1m在本专利技术的一种实施方式中，所述孔洞13直径为25～125mm，所有孔洞面积占不透水隔板总面积的80％以上。在本专利技术的一种实施方式中，所述孔洞13分布均匀。在本专利技术的一种实施方式中，所述孔洞13上安装不同孔径大小的玻璃纤维滤网或玻璃纤维滤膜；所述玻璃纤维滤网的孔径为2～10mm，所述玻璃纤维滤膜的孔径为0.45～50μm。在本专利技术的一种实施方式中，优选的，安装孔径为0.45μm或0.7μm孔径的玻璃纤维滤膜时可用于沉积物中污染物的间接暴露，保证只有从沉积物中解吸出来的溶解态污染物能进入暴露室15；安装孔径为2μm的玻璃纤维滤膜时可用于研究沉积物中黏粒所吸附的污染物对鱼的毒性效应；安装孔径为50μm的玻璃纤维滤膜时可用于研究包括黏粒和粉粒在内的细颗粒所吸附的污染物对鱼的毒性效应；安装孔径为2～10mm的玻璃纤维滤网时可用于沉积物的直接完全暴露(所有沉积物颗粒均可通过玻璃纤维滤网进入暴露室15而鱼不可进入下部沉积物稳定室7，从而保护受试生物不受搅拌装置伤害)。在本专利技术的一种实施方式中，所述孔洞13配有可拆卸环形夹板14用于安装玻璃纤维滤网或滤膜。在本专利技术的一种实施方式中，所述受试生物暴露室15接近上口处开有一个直径为10～20mm的小孔与排污管16连接，所述小孔用不锈钢网遮盖以防止受试生物通过排污管排出，或因被吸入排污管而受伤。在本专利技术的一种实施方式中，所述受试生物暴露室15侧壁上标有标尺刻度23。在本专利技术的一种实施方式中，所述标尺刻度23处安装可移动套环22用于固定浊度计或悬浮颗粒物测定仪探头21。在本专利技术的一种实施方式中，所述受试生物暴露室15侧壁上还安装有不锈钢网兜20，可用于固定溶解氧电极、pH电极和温度计等水质实时监测探头。在本专利技术的一种实施方式中，所述受试生物暴露室15中还安装有加热棒18和曝气头，所述曝气头通过输送管与曝气泵19连接。在本专利技术的一种实施方式中，所述沉积物稳定室7底部安装有排泥管10。在本专利技术的一种实施方式中，通过控制蠕动泵的运行和停止、排污管16和排泥管10的开闭，从而实现静态暴露、半静态暴露或连续暴露。本专利技术还提供了一种利用上述装置进行受污染沉积物对鱼类的慢性毒性研究的方法，所述方法包括以下步骤：S1：首先通过吸附动力学或者吸附平衡预实验确定沉积物和目标污染物物在预平衡容器2中的平衡时间，在相应的平衡时间内，将沉积物和目标污染物在预平衡容器2进行搅拌，得到平衡后的泥水；S2：蠕动泵5启动将平衡后的泥水混合物通过输送管6输送至暴露容器1下部的沉积物稳定室7，通过沉积物稳定室7中的中空导管9上的沉积物布散孔洞8使得沉积物均匀布散在沉积物稳定室7中；S3：沉积物通过不透水隔板12上的孔洞13上安装的不同孔径大小的玻璃纤维滤网或玻璃纤维滤膜进入上部的受试生物暴露室15，从而实现受污染沉积物对受试生物的暴露。在本专利技术的一种实施方式中，一种利用上述装置进行受污染沉积物对鱼类的慢性毒性研究的方法，所述方法通过控制蠕动泵5的运行和停止、排污管16和排泥管10的开闭，从而实现静态暴露、半静态暴露或连续暴露。本专利技术取得的有益效果：(1)本专利技术装置能够实现在研究受污染沉积物对鱼类的毒性效应时对沉积物性质、污染物形态等关键因素的调节，通过在分隔暴露室和沉积物稳定室的隔板上安装不同孔径大小的玻璃纤维滤网或滤膜，调控进入暴露室的污染物的形态为溶解态或不同粒径颗粒物附着态，实现沉积物中目标污染物对受试生物的直接暴露或间接暴露，为研究受污染沉积物对鱼类的暴露途径提供可行且易操作的方案。(2)沉积物与目标污染物先在沉积物预平衡容器中接触达到动态平衡，可确保进入暴露系统的沉积物及其吸附态污染物的均质性，有效避免了因污染物在沉积物中分布不均匀导致的受试生物响应不均，提高实验结果的代表性和统计意义上的科学本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于研究受污染沉积物对鱼类慢性毒性的暴露装置，包括一个或多个暴露容器(1)和沉积物预平衡容器(2)，其特征在于，所述暴露容器(1)分为上下两部分，上部为受试生物暴露室(15)，下部为沉积物稳定室(7)，二者通过具有孔洞(13)的不透水隔板(12)隔开；所述沉积物预平衡容器(2)通过蠕动泵(5)与沉积物稳定室(7)中心的中空导管(9)连接，所述中空导管(9)上排列有沉积物布散孔洞(8)；其中，所述孔洞(13)上安装不同孔径大小的玻璃纤维滤网或玻璃纤维滤膜；当包括多个暴露容器(1)时，其连接方式为串联或并联连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于研究受污染沉积物对鱼类慢性毒性的暴露装置，包括一个或多个暴露容器(1)和沉积物预平衡容器(2)，其特征在于，所述暴露容器(1)分为上下两部分，上部为受试生物暴露室(15)，下部为沉积物稳定室(7)，二者通过具有孔洞(13)的不透水隔板(12)隔开；所述沉积物预平衡容器(2)通过蠕动泵(5)与沉积物稳定室(7)中心的中空导管(9)连接，所述中空导管(9)上排列有沉积物布散孔洞(8)；其中，所述孔洞(13)上安装不同孔径大小的玻璃纤维滤网或玻璃纤维滤膜；当包括多个暴露容器(1)时，其连接方式为串联或并联连接。2.根据权利要求1所述的一种用于研究受污染沉积物对鱼类慢性毒性的暴露装置，其特征在于，所述暴露容器(1)是中空圆柱形的，所述暴露容器(1)的直径为0.4～1m，孔洞(13)直径为25～125mm，所有孔洞面积占不透水隔板总面积的80％以上。3.根据权利要求1或2所述的一种受污染沉积物对鱼类的慢性毒性暴露装置，其特征在于，所述玻璃纤维滤网的孔径为2～10mm，所述玻璃纤维滤膜的孔径为0.45～50μm。4.根据权利要求1～3任一所述的一种用于研究受污染沉积物对鱼类慢性毒性的暴露装置，其特征在于，所述中空导管(9)的长度占暴露容器(1)直径的70～90％，中空导管(9)横截面内径为15～20mm。5.根据权利要求1～4任一所述的一种用于研究受污染沉积物对鱼类慢性毒性的暴露装置，其特征在于，所述沉积物布散孔洞(8)直径占导管内径的50～75％，沉积物布散孔洞(8)间的间隔为30～50mm。6.根据权利要求1～5任一所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云，罗鑫，邹华，朱荣，丁剑楠，付善飞，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32