【技术实现步骤摘要】
深海冷泉区膜生物反应器及在线式环境参数测量系统
[0001]本专利技术涉及海洋环境生态工程
，特别是涉及一种深海冷泉区膜生物反应器及在线式环境参数测量系统。
技术介绍
[0002]近半个世纪发现海底冷泉以来，有关冷泉的资源与环境效益被全球广泛认知。“冷泉”是海底之下的甲烷、硫化氢和二氧化碳等气体在地质结构或压力变化情况驱动下，渗漏溢出海底进入海水的流体活动。“冷泉”周围温度一般在3
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5℃，主要分布在俯冲带和富含有机质的被动大陆边缘。“冷泉”将溶解和气态化合物向上输送，维持着深海重要的化能合成生态系统。古菌的甲烷厌氧氧化作用（AOM）是最重要的反应，为冷泉区与硫相关的生物地球化学作用和碳酸盐矿物沉淀提供重要的物质来源，更为黑暗世界里后生动物的生长提供重要的碳源和能源。依赖AOM作用的“冷泉”生态系统是研究地球深部生物圈的重要窗口，同时也是探寻天然气水合物的重要标志之一。
[0003]目前，由于观测手段和保真研究手段等局限性，有关冷泉区AOM的作用机制尚不完全清楚，AOM作用增强与受限的环境条件...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.深海冷泉区膜生物反应器，包括控制采集终端（9）；其特征在于，还包括沉积物模拟室（1）、海水模拟室（2）、传感器组（3）、耐压膜生物组件（4）、在线保压生物膜取样元件（5）、电阻率测量系统（6）、压力调整组件（7）和超声观测组件（8）；其中：所述沉积物模拟室（1）设置在海水模拟室（2）下方，与海水模拟室（2）法兰连接；沉积物模拟室（1）、海水模拟室（2）内均设置有传感器组（3），所述传感器组（3）信号输出端与所述控制采集终端（9）电性连接；所述耐压膜生物组件（4）设置在所述海水模拟室（2）内，用于监测海水环境中菌落生物膜的形成；所述在线保压生物膜取样元件（5）设置在所述海水模拟室（2）顶部，其控制端与所述控制采集终端（9）电性连接，用于生物膜形成过程时在所述耐压膜生物组件（4）上不同位置刮取生物膜样品进行测序分析；所述电阻率测量系统（6）设置在所述沉积物模拟室（1）内，其信号输出端与所述控制采集终端（9）电性连接，用于监测和计量甲烷渗漏模拟过程中，沉积物内甲烷水合物形成的饱和度变化情况；所述压力调整组件（7）通过管道与所述海水模拟室（2）连接，其控制端与所述控制采集终端（9）电性连接，用于调控反应器内部的压力，保证反应器内压力稳定；所述超声观测组件（8）的超声探头（81）设置在海水模拟室（2）内，用于监测所述耐压膜生物组件（4）上的生物膜厚度变化情况，并将信号输出至所述控制采集终端（9）。2.根据权利要求1所述的深海冷泉区膜生物反应器，其特征在于，所述传感器组（3）包括温度传感器（31）、甲烷传感器（32）和压力传感器（33）；其中：所述温度传感器（31）设置在沉积物模拟室（1）、海水模拟室（2）内，用于监测沉积物模拟室（1）、海水模拟室（2）内环境温度的变化情况，其信号输出端与所述控制采集终端（9）电性连接；所述甲烷传感器（32）设置在海水模拟室（2）内，用于监测海水模拟室（2）内甲烷浓度的变化情况，其信号输出端与所述控制采集终端（9）电性连接；所述压力传感器（33）设置在所述海水模拟室（2）内，用于监测反应器内压力的变化情况，其信号输出端与所述控制采集终端（9）电性连接。3.根据权利要求1所述的深海冷泉区膜生物反应器，其特征在于，所述耐压膜生物组件（4）为采用耐海水腐蚀和耐压的钛合金粉末烧结而成的多孔膜组件，悬挂在所述海水模拟室（2）内。4.根据权利要求3所述的深海冷泉区膜生物反应器，其特征在于，所述在线保压生物膜取样元件（5）包括可伸缩耐压筒、取样环装置和保压装置；其中：所述可伸缩耐压筒设置在所述海水模拟室（2）顶部，取样环装置放置在所述可伸缩耐压筒内，保压装置固定套接在所述可伸缩耐压筒外部；所述取样环装置控制端、保压装置控制端均与所述控制采集终端（9）电性连接。5.根据权利要求1所述的深海冷泉区膜生物反应器，其特征在于，所述压力调整组件（7）包括PID阀（71）和气液存储罐（72）；所述气液存储罐（72）通过管道与所述海水模拟室（2）连接；所述PID阀（71）设置在管道上，与所述控制采集终端（9）电性连接。6.根据权利要求1所述的深海冷泉区膜生物反应器，其特征在于，所述超声观测组件
（8）还包括声波发生器
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示波器（82）；所述超声探头（81）信号输出端与所述声波发生器
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示波器（82）信号输入端、控制采集终端（9）电连接。7.根据权利要求1~6任一项所述的深海冷泉区膜生物反应器，其特征在于，还包括开设在所述海水模拟室（2）上的耐压可视窗（21...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨志峰，冯景春，张偲，王屹，钟松，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：
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