一种海水实验模拟装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种海水实验模拟装置，包括箱体、气体输送组件和监测装置，箱体为封闭箱体，箱体包括培养池以及气体室，培养池用于盛放海水，气体室用于存放包含预设气体的混合气体，气体室与培养池连通，使得混合气体包含的气体成分能够溶解至海水中，气体输送组件与气体室相连，监测装置设置于培养池内，可与海水接触。预设气体可以是CO2，气体室充入包含CO2的混合气体，模拟大气环境，培养池内海水模拟海洋，可通过控制气体室内的CO2含量，模拟大气CO2含量升高而导致海洋海水pH降低的自然现象，模拟海水酸化以进行实验研究，能够较好地模拟海洋酸化的自然过程。模拟海洋酸化的自然过程。模拟海洋酸化的自然过程。

【技术实现步骤摘要】
一种海水实验模拟装置


[0001]本技术涉及环境工程领域，特别是涉及一种海水实验模拟装置。

技术介绍

[0002]工业革命以来，随着全球经济的飞速发展，化石燃料的大量使用、森林的大肆砍伐以及土地的不合理开发利用等人类活动导致CO2大量排放，空气中的CO2浓度由以前的250ppm提高到现在接近400ppm，预计到2100年将达到650～1000ppm。
[0003]随着大气中CO2浓度的持续增加，为了保持海
‑
气界面二氧化碳分压(pCO2)平衡，其结果是每年有更多的大气CO2被表层海水所吸收。大约三分之一的人为碳排放已经被海洋吸收，推动了海洋酸化的进程，溶入海水中的CO2，其中一部分保持为溶解态CO2，另一部分与水(H2O)反应生成碳酸(H2CO3)，所产生的H2CO3可以在水环境中解离出氢离子(H
+
)，而H
+
浓度的增加将导致海水的酸度增加(即酸化)。
[0004]海洋酸化(Ocean Acidification)是指由于吸收大气中过量二氧化碳(CO2)而导致的海水逐渐变酸的现象。自1880年以来，海洋表面pH值下降了0.12个单位，相当于海水中的H
+
浓度上升了30％，据政府间气候变化专门委员会(IPCC)预测，到2100年，海水pH平均值将因此下降约0.3～0.4，相当于海水H
+
浓度将增加1
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1.5倍，CO
32
‑
浓度将下降45％，pCO2浓度将增加近200％，HCO3‑
浓度增加11％，DIC浓度增加9％，到那时，海水酸度将比工业革命开始时约增加100％～150％，发生严重的酸化现象。
[0005]随着海洋酸化现象加剧，会引起海洋系统的一系列化学变化，从而不同程度的影响诸如贝类、甲壳类和珊瑚等海洋生物形成钙质骨骼和外壳的能力，进而影响其生长、繁殖、代谢与生存等，导致海洋生态系统发生不可逆转的变化，最终影响海洋生态系统的平衡及对人类的服务功能，同时也会对人类的海洋经济产生影响。随着人们对海洋生态环境的重视，海洋酸化对海洋生态系统方面的研究也受到了越来越多的重视，同时进行海洋酸化对各种海洋生物影响的实验研究。而在海洋生物的酸化生理生态、分子水平以及群落水平上的研究中，最关键的就是要模拟海水酸化系统。
[0006]目前，国内外模拟海水酸化的方法主要有pH实时监控和二氧化碳分压调节法。其中pH实时监控法是通过特定程序控制计算机、pH监控装置实现pH的自动化调节，虽然这种方法具有自动化的优点，但实验设备复杂且价格昂贵。二氧化碳浓度调节法是将纯CO2通入培养海水中或者将CO2和空气的混合气体通入培养海水中，其中具体是将气管出气口直接浸没在实验系统海水中，这种方法易在水中产生气泡，不利于CO2与海水的充分混合，而且海水中的扩散速率可能比空气中的扩散速率低一万倍，这会造成局部实验水体pH迅速下降，特别是对水体较大的实验体系产生较大影响。

技术实现思路

[0007]本技术的目的是提供一种海水实验模拟装置，可用于模拟海水酸化以进行实验研究，能够较好地模拟海洋酸化的自然过程。
[0008]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0009]一种海水实验模拟装置，包括箱体、气体输送组件和监测装置，所述箱体为封闭箱体，所述箱体包括培养池以及气体室，所述培养池用于盛放海水，所述气体室用于存放包含预设气体的混合气体，所述气体室与所述培养池连通，使得所述混合气体包含的气体成分能够溶解至海水中，所述气体输送组件与所述气体室相连，所述监测装置设置于所述培养池内，可与海水接触。
[0010]可选地，所述气体输送组件包括气瓶、第一气管、气泵和第二气管，所述气瓶用于存放所述预设气体，所述气瓶通过所述第一气管与所述气体室相连，所述气泵通过所述第二气管与所述气体室相连。
[0011]可选地，在所述气瓶和所述第一气管之间设置有第一气体流量调节器和第一气体流量控制阀，或/和，在所述气泵和所述第二气管之间设置有第二气体流量调节器和第二气体流量控制阀。
[0012]可选地，所述第一气管与设置于所述气体室上的第一进气孔连接，所述第二气管与设置于所述气体室上的第二进气孔连接，所述第一进气孔和所述第二进气孔相邻。
[0013]可选地，所述第一气管与所述第一进气孔之间的缝隙被密封，或/和，所述第二气管与所述第二进气孔之间的缝隙被密封。
[0014]可选地，还包括设置于所述气体室的气体搅拌装置。
[0015]可选地，还包括喷淋装置、水管和水泵，所述水泵通过所述水管与所述喷淋装置相连，所述喷淋装置设置于所述气体室内，使海水通过所述水管到达所述喷淋装置，并通过所述喷淋装置喷洒到所述气体室。
[0016]可选地，还包括设置于所述气体室的气体搅拌装置，所述气体搅拌装置低于所述喷淋装置。
[0017]可选地，还包括设置于所述气体室上的气压平衡孔。
[0018]可选地，所述气体室位于所述培养池的上方，所述箱体设置有上盖，所述上盖设置有密封圈。
[0019]由上述技术方案可知，本技术所提供的一种海水实验模拟装置包括箱体、气体输送组件和监测装置，箱体为封闭箱体，箱体包括培养池以及气体室，培养池用于盛放海水，气体室用于存放包含预设气体的混合气体，气体室与培养池连通，使得混合气体包含的气体成分能够溶解至海水中，气体输送组件与气体室相连，监测装置设置于培养池内，可与海水接触。
[0020]本技术的海水实验模拟装置中，预设气体可以是CO2，气体室充入包含CO2的混合气体，模拟大气环境，可通过控制气体室内的CO2含量，模拟大气CO2含量升高而导致海洋海水pH降低的自然现象，模拟海水酸化以进行实验研究，而与现有将气管出气口直接浸没在实验系统海水中相比，本技术的海水实验模拟装置能够较好地模拟海洋酸化的自然过程。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅
是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本技术实施例提供的一种海水实验模拟装置的示意图。
[0023]说明书附图中的附图标记包括：
[0024]1‑
气瓶，2
‑
气瓶阀门，3
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减压阀，4
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第一气体流量控制阀，5
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第一气体流量调节器，6
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第一气管，7
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第一进气孔，8
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气泵，9
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气泵阀门，10
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第二气体流量控制阀，11
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第二气体流量调节器，12
‑
第二气管，13
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海水实验模拟装置，其特征在于，包括箱体、气体输送组件和监测装置，所述箱体为封闭箱体，所述箱体包括培养池以及气体室，所述培养池用于盛放海水，所述气体室用于存放包含预设气体的混合气体，所述气体室与所述培养池连通，使得所述混合气体包含的气体成分能够溶解至海水中，所述气体输送组件与所述气体室相连，所述监测装置设置于所述培养池内，可与海水接触。2.根据权利要求1所述的海水实验模拟装置，其特征在于，所述气体输送组件包括气瓶、第一气管、气泵和第二气管，所述气瓶用于存放所述预设气体，所述气瓶通过所述第一气管与所述气体室相连，所述气泵通过所述第二气管与所述气体室相连。3.根据权利要求2所述的海水实验模拟装置，其特征在于，在所述气瓶和所述第一气管之间设置有第一气体流量调节器和第一气体流量控制阀，或/和，在所述气泵和所述第二气管之间设置有第二气体流量调节器和第二气体流量控制阀。4.根据权利要求2所述的海水实验模拟装置，其特征在于，所述第一气管与设置于所述气体室上的第一进气孔连接，所述第二气管与设置于所述气体室上的第二进气孔连接，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵牧秋，蔡嘉丽，李照阳，孙淼旭，张晓瑜，史云峰，
申请(专利权)人：海南热带海洋学院崖州湾创新研究院，
类型：新型
国别省市：