专利名称：一种用于水生动物毒性实验的自动流动换水装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种流动换水装置，特别地涉及一种用于水生毒理学中毒性实验 的自动流动换水装置。
技术背景经济的飞速发展在提高人类生活水平的同时，也带来了诸多环境污染问题，其中 水体污染是目前比较严峻的环境问题之一，而水体沉积物是各种有毒物质，特别是重金属 和有机污染物的富集场所，不仅直接危害水生生物，特别是底栖动物的生存，还可能通过食 物链的放大传递而威胁到其他生物，包括人类的健康，甚至威胁到整个生态系统。因此，开 展水体沉积物风险评估是环境毒理学领域中的一个重要方向，也是亟需开展的一项工作。 进行水体沉积物毒性风险评估的一个重要手段就是进行毒性实验，主要包括急性毒性实验 和累积实验。水生毒理学试验常常被用于评价水环境中毒害污染物的生态毒性，进而对水生态 环境进行合理的生态风险评估。河流与海洋中的沉积物是许多毒害污染物进入水体后的主 要归宿，沉积物也常被研究人员作为了解水体污染程度的有效研究对象。因此准确评价沉 积物污染状况及其生态毒性，是开展水环境污染控制和治理研究的一项重要任务。水体的 流动给水生生物提供了一个良好的水质环境，在一般的实验室环境中是无法完全按照河流 与海洋的水流流动来开展实验的，如果不及时更换水生动物的试验用水，对水生生物生存 影响最大的几个因素，例如溶解氧、电导率、PH值和硬度等水质参数也会随之改变，最终导 致试验失败。但是，长时间的水生毒理试验，尤其是需要连续开展几个月的慢性毒理试验， 依靠人工每日换水，需要耗费大量人力。随着现代科学技术的发展和实验手段的创新，给生 态毒理学研究者提供了新的思维和研究工具，使生态毒理学研究从静态毒理实验向动态毒 理实验发展，从费时费力的人工换水向自动流动换水方式改变。如何研究简单方便、经济实 用的水生毒理学实验装置，并且成功运用于沉积物毒理试验中，是很多水生毒理学研究者 的课题之一。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有沉积物毒理实验需要人工手动换水，费时费力， 降低科研人员的工作效率和试验的成功率的缺陷，提供了一种投资少，操作简便，可以用于 利用水生动物开展沉积物毒性实验的自动流动换水装置。本装置可以对实验中模拟的各 类小型水环境进行定时和定量的自动换水，不仅可以运用于急性毒性试验和慢性毒性试验 中，而且可用于相关水生动物的生物有效性、生物累积和生物降解等试验的研究。本实用新型是通过以下技术方案予以实现的本实用新型的用于水生动物毒性实验的自动流动换水装置，其特征在于，包括支 架，在支架上设有一组以上的换水装置，该换水装置包括分配池和位于分配池正下方的样 品池，分配池底部具有若干个孔，在样品池中，分配池底部孔的正下方设有与孔相对应的若干个上方开口的容器，容器的开口端下部侧壁上设有具有拦截网的排水孔，在样品池的底 部设有加热棒和排水管，排水管的进水端的开口面高于加热棒，低于容器的排水孔，分配池 与能定时开关的水源相连通。优选，在所述的分配池中设有若干个间隔板，能将分配池间隔成若干个小分配池， 每个小分配池都与能定时开关的水源相连通。优选，所述的支架支撑于安全柜上，所述的水源为一蓄水池，设于在安全柜内的一 侧，通过蓄水池内设有的受控而间歇式工作的上水泵将水泵至分配池中，在该蓄水池的上 方还设有气泵，其输气管通入蓄水池中，该气泵泵入气体经其输气管往蓄水池内的水通气， 保证水中溶解氧量，在安全柜内的另一侧设有废水池，废水池中设有装填有活性炭和过滤 棉布的过滤装置，所述排水管的排水端插入该过滤装置中。可以根据试验要求在蓄水池里 加不同的水来给毒理试验换水，废水经过废水池中的含有活性炭和过滤棉布的过滤装置处 理后再排出系统，符合环保要求。所述的上水泵的电源输入引线经定时器与电源相连，通过定时器控制上水泵的工 作频率和工作时间，从而控制分配池进水的频率和进水量。在某个特定的时间将上水泵的 电源输入引线接上电源，通过定时器控制上水泵的工作时间，确定换水的持续时间，从而确
定换水量。所述的上水泵的电源输入引线经自动间歇式电开关与电源相连，通过自动间歇式 电开关控制上水泵的间歇式工作，从而控制上水泵的工作频率以及工作时间，进而控制分 配池进水的频率和进水量，确定换水的持续时间，最终确定换水量。上水泵工作过程是这样 的，对自动间歇式开关进行系统设定，使其某些特定的时间开启，使上水泵开始工作，将水 泵至分配池中，流入样品池中的容器中，使容器达到换水的目的，开启一定的时间后，然后 关闭，进而关闭上水泵，从而达到自动换水的目的。优选，在所述的分配池底部每个孔上嵌套有一注射器，注射器不仅起到将分配池 内的水分配到各个容器的作用，还能够控制水的流速，可以保证换水时不会导致沉积物的 扰动，从而给生物提供一个稳定的暴露环境，将外界对实验结果的干扰降低到最小，所述的 样品池由透明材料制作，在该样品池一侧外壁上安有荧光灯，可以根据实验要求改变灯光 颜色和强度，保证水生毒理实验在最适合的光照条件下进行，在所述的样品池中设有温度 计，能够实时监测实验温度，在所述的样品池中设有循环水泵，循环水流泵可促进水体流 动，从而避免水体局部过热。优选，所述的换水装置具有两组，即第一换水装置和第二换水装置，呈上下排列， 两个换水装置的分配池中都具有1个间隔板，将每个分配池间隔成两个小分配池，两个换 水装置的排水管为同一根排水管，该排水管穿过第一换水装置和第二换水装置的样品池， 在位于第二换水装置的样品池内的排水管上具有一缺口，作为第二换水装置的样品池中的 排水管的开口端。所述的废水池优选连有排污的废水泵，利用该废水泵将废水排出。所述的样品池、分配池和安全柜优选采用透明的有机玻璃制成，使实验人员能直 观及时地获得试验的运行状况。本实用新型的用于水生动物毒性实验的自动流动换水装置，通过能自动开关的水 源将水按时定量的分配到分配池中，流至样品池中的容器中，从而对样品池中的容器进行自动换水，实现了换水量和换水频率的自动工作，方便控制，节约用水。本实用新型，结构简 单，制造方便，拦截网的排水孔，不仅可以及时排出换掉的水，又能保证实验生物不因换水 而流失，另外，也使实验在一个恒定水量条件下进行，实验结果更可靠；样品池内配有的加 热棒，在水温较低时可以进行加热，保持恒温条件。因此本实用新型与传统的人工手动换水费时费力相比，本实用新型操作简单方 便，省时省力。毒理试验一般要求有多个平行对照试验和多个样品试验，人工手动换水消耗 了实验人员大部分的科研时间，同时会使水生毒理试验中的沉积物产生再悬浮，对生物造 成干扰，而且很难保证平行样之间的一致性。本实用新型不仅可以同时对多个平行样定时 定量地进行自动换水，节省时间，提高工作效率，同时也提供了一个恒温水浴的实验环境， 为毒性实验的进行提供了完备的条件；
图1是本实用新型的用于水生动物毒性实验的自动流动换水装置的结构示意图；图2是图1中A-A处的剖面图。
具体实施方式
以下是对本实用新型的进一步说明，而不是对本实用新型的限制。实施例1 如图1和图2所示，本实施例的用于水生动物毒性实验的自动流动换水装置，包括 呈长方体的安全柜2(长X宽X高=150cmX90cmX20cm)和支撑于安全柜上面的支架1， 在支架1上设有呈上下排列的两组换水装置31、32，即上方的第一换水装置31和下方的第 二换水装置32。两组换水装置是相同的，以第一换水装置31为例对换水装置的结构进行说 明，该换水装置31包括呈长方体的第一分配池5(长X宽X高=IOOcmX60cmX IOcm)和 位于第一分配池5正下方的第一样品池4(长X宽X高=123CmX64CmX16Cm)，第一分配 池5和第一样品池4由透明有机玻璃甲基丙烯酸甲酯(PMMA，又称亚克力)制成，第一分配 池5底部具有50个圆孔，在每个圆孔上嵌套有一 50ml的医用注射器6，在第一分配池5中 间具有一间隔板20，将第一分配池5间隔成两个小分配池51和52，每个小分配池中具有25 个圆孔，在第一样品池4中，第一分配池5底部孔的正下方设有与孔相对应的50个400ml 的烧杯7，烧杯7的开口端下部侧壁上设有具有拦截网的排水孔71，该排水孔71能使多余 的水从烧杯7流到第一样品池4里，而其它物质(如毒理试验用的水生动物、沉积物)不能 自由流出，从而达到换水目的，在第一样品池4的底部设有加热棒8和由PVC材料制成的排 水管9，加热棒通过吸盘安装在第一样品池4底部的内壁上，排水管9的进水端的开口面高 于加热棒8，低于烧杯7的排水孔71，在第一样品池4内还设有温度计21，便于检测样品池 内的水温，在第一样品池4 一侧的外壁上设有荧光灯11，该荧光灯11通过吸盘安装在该外 壁上，可以根据实验要求改变灯光颜色和强度，保证水生毒理实验在最适合的光照条件下 进行，在第一样品池4内还设有循环水泵12。第二换水装置与第一换水装置相同，也具有上 述结构。在安全柜2内的左侧设有蓄水池13，可以根据试验要求在蓄水池里加不同的水来 给毒理试验换水，在该蓄水池的上方还设有气泵22，其输气管221通入蓄水池中，该气泵22 泵入气体经其输气管221往蓄水池13内的水通气，保证水中溶解氧量，在蓄水池13中设有4个上水泵14，即上水泵A、B、C和D，4个上水泵A、B、C和D的输出端分别为4个小分配池 51、52、53和M输送水，每个上水泵的电源输入引线经定时器18与电源19相连。在安全柜 2内的右侧设有废水池15，废水池15中设有装填有活性炭和过滤棉布的过滤装置16。两组 换水装置的排水管为同一根排水管9，该排水管穿过第一样品池4和第二换水装置的第二 样品池10，排水管9在第一样品池的进水端的开口面离第一样品池底壁内壁距离为km，使 上面样品池里废水液面高于该管口高度时，水自动从排水管9进水端流入，经排水管9的排 水端排出，在位于第二样品池10内的排水管上具有一缺口 101，该缺口 101离第二样品池底 部内壁距离为4cm，作为第二样品池10中的排水管的开口端，这样的话，样品池中就有4cm 的水可以给实验提供恒温水浴条件，该排水管9的排水端插入过滤装置16中，样品池中的 废水经过排水管9，再经含有活性炭和过滤棉布的过滤装置16过滤处理后再排出系统，使 排出的水符合环保要求。该废水池还连有排污的废水泵17，经过处理后的污水经该废水泵 排出。本实施例的用于水生动物毒性实验的自动流动换水装置是这样使用的实验按 照美国环保局(USEPA)的标准方法(USEPA 600/R-99/064, 2000)所建议的指标进行，急性 毒性试验选定5个加标浓度，然后在每个浓度以8个平行样，并加入8个空白。IOOg加标 老化过的湿沉积物置于400ml的烧杯中，加入250ml上覆水，静置过夜待水体澄清后，加入 10只实验室内培育的水生动物。通过上水泵的电源输入引线上的定时器的控制，控制上 水泵的开关时间和换水的持续时间，使得烧杯内水每天自动换水两次，每次每个烧杯换水 100-200ml，保证溶解氧浓度高于5mg/L，每日监测温度、溶解氧、电导率、pH等水质参数。当 温度过低时启动加热棒，并通过荧光灯控制光暗时间比和光强，模拟生态系统的真实环境。 10天实验结束时，计算水生动物的存活率。实施例2 本实施例基本与实施例1相同，只是上水泵的电源输入引线经过自动间歇式开关 与电源相连。这样的话，在做水生动物毒性实验的时候，通过对自动间歇式开关的设定，使得自 动间歇式开关在特定的时间开启一定的时间，然后关闭，无需任何人工，达到自动定时换水 的目的。
权利要求1.一种用于水生动物毒性实验的自动流动换水装置，其特征在于，包括支架，在支架上 设有一组以上的换水装置，该换水装置包括分配池和位于分配池正下方的样品池，分配池 底部具有若干个孔，在样品池中，分配池底部孔的正下方设有与孔相对应的若干个上方开 口的容器，容器的开口端下部侧壁上设有具有拦截网的排水孔，在样品池的底部设有加热 棒和排水管，排水管的进水端的开口面高于加热棒，低于容器的排水孔，分配池与能定时开 关的水源相连通。
2.根据权利要求1所述的自动流动换水装置，其特征在于，在所述的分配池中设有若 干个间隔板，能将分配池间隔成若干个小分配池，每个小分配池都与能定时开关的水源相 连通。
3.根据权利要求1或2所述的自动流动换水装置，其特征在于，所述的支架支撑于安全 柜上，所述的水源为一蓄水池，设于在安全柜内的一侧，通过蓄水池内设有的受控而间歇式 工作的上水泵将水泵至分配池中，在该蓄水池的上方还设有气泵，其输气管通入蓄水池中， 在安全柜内的另一侧设有废水池，废水池中设有装填有活性炭和过滤棉布的过滤装置，所 述排水管的排水端插入该过滤装置中。
4.根据权利要求3所述的自动流动换水装置，其特征在于，所述的上水泵的电源输入 引线经定时器与电源相连。
5.根据权利要求3所述的自动流动换水装置，其特征在于，所述的上水泵的电源输入 引线经自动间歇式电开关与电源相连。
6.根据权利要求1、2、4或5所述的自动流动换水装置，其特征在于，在所述的分配池底 部每个孔上嵌套有一注射器，所述的样品池由透明材料制作，在该样品池一侧外壁上安有 荧光灯，在所述的样品池中设有温度计和循环水泵。
7.根据权利要求2所述的自动流动换水装置，其特征在于，所述的换水装置具有两组， 即第一换水装置和第二换水装置，呈上下排列，两个换水装置的分配池中都具有1个间隔 板，将每个分配池间隔成两个小分配池，两个换水装置的排水管为同一根排水管，该排水管 穿过第一换水装置和第二换水装置的样品池，在位于第二换水装置的样品池内的排水管上 具有一缺口，作为第二换水装置的样品池中的排水管的开口端。
8.根据权利要求3所述的自动流动换水装置，其特征在于，所述的废水池连有排污的 废水泵。
9.根据权利要求1或2所述的自动流动换水装置，其特征在于，所述的分配池和安全柜 采用透明的有机玻璃制作。
专利摘要本实用新型公开了一种用于水生动物毒性实验的自动流动换水装置。它包括支架，在支架上设有一组以上的换水装置，该换水装置包括分配池和位于分配池正下方的样品池，分配池底部具有若干个孔，在样品池中，分配池底部孔的正下方设有与孔相对应的若干个上方开口的容器，容器的开口端下部侧壁上设有具有拦截网的排水孔，在样品池的底部设有加热棒和排水管，排水管的进水端的开口面高于加热棒，低于容器的排水孔，分配池与能定时开关的水源相连通。本实用新型通过能自动开关的水源将水按时定量的分配到分配池中，流至样品池中的容器中，从而对样品池中的容器进行自动换水，实现了换水量和换水频率的自动工作，方便控制，节约用水。
文档编号A01K63/04GK201905152SQ201020621089
公开日2011年7月27日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者李慧珍, 李衍亮, 泰勒·迈特, 游静 申请人:中国科学院广州地球化学研究所