一种浮游动物分级过滤装置及其应用的制作方法

本发明涉及过滤装置技术领域，尤其是涉及一种浮游动物分级过滤装置及其应用，特别是在进行浮游动物粒径组群落结构分析方法上的应用。

背景技术：

在水生生态系统中，由于生物的生长和代谢速率受有机体的粒径大小的影响，因此，营养级与个体大小有很强的相关性。然而，复杂的食物网结构和物理海洋学特征限制了以单个种类进行生物量和生产力的估测。生物量谱作为一种非分类的分析方法已被用来进行海洋洋生态系统结构和功能的研究，海洋生态系统中的每一个浮游动物个体都可以归属于一系列粒径组中的一个。根据粒径组进行浮游动物功能群结构分析，可以把复杂的生态系统减少到一个可操作的水平，从而更有利于分析生态系统的功能群及能量流动。因此，对浮游动物进行分级过滤，是实现对生态系统的功能群及能量流动分析的关键。

中国专利文献(公告日： 2014年8月6，公告号：CN 203754438U)一种处理锥形母液槽底流及浮游物的装置，由S1锥形母液槽、S3母液槽、S5蒸发器和S6分级机组成，其中S1与S6通过底流泵连接，S3通过大母液泵与S5连接，S6连接平盘和分解槽。与原流程相比较，本发明提供的装置不再需要专门的母液泵往分级机送稀释母液，锥形母液槽底流不需要再去溢流槽，从而溢流泵不需要一直运行，叶滤机等附属设备也可以不再使用，不但使流程简化便于操作，而且大大节省了能耗及投资。

中国专利文献（公告日： 2013年5月22日，公告号：CN202942725U）公开了一种可适用于采集浮游植物的便携式分级过滤装置。它包括固定外套筒，固定外套筒顶部设有进水口而底部设有排水口，在固定外套筒内设有若干个串联的换膜过滤器，前一个换膜过滤器的排水口与下一个换膜过滤器的进水口相连，以使若干个换膜过滤器串联，并且换膜过滤器中的滤膜孔径大小逐级变小，第一个换膜过滤器的进水口穿过固定外套筒的进水口与注射器的注液接头连接，最后一个换膜过滤器的排水口与固定外套筒的排水口相连，固定外套筒与换膜过滤器的形状相适应以使固定外套筒固定住换膜过滤器，固定外套筒是可拆卸打开的以能取出其内部的换膜过滤器。本发明能一次性快速准确分级采集不同粒级浮游植物，操作简单。

中国专利文献（公告日：2015年12月16日，公告号：CN 105158023A）一种自控式分级过滤水体悬浮物采集装置，属于环境监测、环境治理及计算机控制技术领域，涉及到水库等水体中悬浮物样本的采集。主要由悬浮物采集仪、上位机、单片机控制单元、24V直流抽水泵、电磁流量计、压力传感器、浊度传感器、密封盒、5V直流电源、24V直流电源构成。带有刻度的缆绳缠绕于线轴上，穿过吊环与悬浮物采集仪相连接，上位机通过电缆线与单片机控制单元连接，24V直流电源通过电缆线与24V直流抽水泵、压力传感器、浊度传感器、电磁流量计相连接。悬浮物采集仪的自动控制操作简化了采样过程，旋转入流和分级存储技术优化了滤膜堵塞问题，实现了水中悬浮物的保真、分级采集，提高了采样效率和精度。

技术实现要素：

本发明的第一个目的是为了实现对浮游动物粒径组群落结构分析，浮游动物功能群分析，营养级分析，而提供一种结构简单，操作方便，适用范围广的浮游动物粒径分级过滤装置。

本发明的第二个目的是提供一种浮游动物粒径分级过滤装置在进行浮游动物粒径组群落结构分析方法上的应用。

本发明实现其技术目的所采用的技术方案是：一种浮游动物分级过滤装置，包括分级过滤装置本体，所述的分级过滤装置本体包括支架和设置在支架上的多级过滤筒体，所述的支架上设置有滤液管，所述的滤液管上为有抽滤口，所述的每个过滤筒体与滤液管通过排液阀连通，所述的过滤筒体内部插设有多层过滤板，所述的过滤板上铺设有过滤薄膜。该浮游动物分级过滤装置，通过对多级过滤筒体的结构进行全新的设计，过滤筒体与过滤板通过插设连接，过滤板上设置有过滤薄膜，这样的结构，当需要对于不同水域的浮游动物粒径组群落结构进行分析时，用标准的浮游动物大网和浮游动物中网在每个取样站位从海底到水面垂直拖网取样，取样后的样品保存于福尔马林海水溶液中，在实验室内，把浮游动物用多级过滤筒体进行过滤，过滤筒体内部分别插设不同孔径的过滤薄膜，对样品进行过滤分级，由于设置有插接式的过滤板，这样的结构可以根据过滤分级的需要，设置不同滤孔的过滤薄膜，可以在一个过滤筒体内部实现多级分级过滤，而同时在一个支架上的多个过滤筒体内部可能实现对不同水域的水生动物进行分级过滤，从而同时进行浮游动物粒径组群落结构分析。该浮游动物分级过滤装置，结构简单，操作方便，适用范围广，可以有效实现浮游动物粒径组群落的准确分析。

作为优选，所述的过滤板为阶梯式结构且与过滤筒体抽拉式插接，所述的过滤筒体上设置有多个抽拉口，所述的抽拉口上设置有密封口盖，与抽拉口相对的一侧的过滤筒体内部设置有多层搭接台。过滤板采用阶梯式结构，是为了实现对同一粒径群落的浮游动物进行更好的过滤分析，因为同一粒径群落的浮游动物，在个体上是有差异的，平面过滤方式很可能会使得同一粒径的浮游动物被过滤至下一层，而被分到下一个粒径群落，而采用阶梯结构，就可以使同一粒径群落中的不规则的个体得以保留在该层，因为在过滤过程中，共不规则形状会沿阶梯式过滤板进行翻动，而不会直接被过滤到下一层级，而过滤板与过滤筒体插接式连接，方便更换，更方便根据实验结果调整过滤薄膜的孔径，以准确分析估测各功能群的生产力。

作为优选，所述的每层过滤板上的过滤薄膜的滤孔依次递减而且每层过滤薄膜均为双层膜；所述的过滤板上的过滤孔大于过滤薄膜上的滤孔。过滤板上的过滤薄膜的滤孔采用递减式结构设置，是为了实现逐级过滤，而过滤薄膜采用双层膜，这样的结构能够保护过滤薄膜的使用效果。

作为优选，所述的过滤筒体呈锥体结构，过滤筒体的横截面呈梯形结构。过滤筒体的上述结构是为了进一步保护分级过滤的效果，更有利于实验数据的准确检测和分析。

作为优选，支架为不锈钢连接支架，滤液管为活动连接结构，每一个过滤筒体对应的滤液管处分别设置有密封连接结构。环形结构支架采用活动密封连接，这样可以根据过滤的样品的多少选择过滤筒体，更方便支架根据实验台进行放置。

作为优选，还包括过渡瓶和真空泵，所述的真空泵分别与抽滤口和过渡瓶连接。配套无污染的无油活塞真空泵以及可高温消毒的贮液瓶。整套过滤系统可以实验室、洁净室、超净工作台上安全放置和高效操作。

本发明实现第二个发明目的所采用的技术方案是：一种浮游动物分级过滤装置在进行浮游动物粒径组群落结构分析方法上的应用。

作为优选，所述的浮游动物粒径组群落结构分析方法包括以下步骤：（1）浮游动物采样：应用标准的浮游动物大网和浮游动物中网在每个取样站位从海底到水面垂直拖网取样；

（2）将步骤（1）中取得的样品保存在终浓度为 5%的福尔马林海水溶液，体积为1000ml；

（3）浮游动物过滤：把步骤（2）中的1000ml样品分割成2份，利用浮游动物分级过滤装置进行分级过滤；将一份500ml的浮游动物用过滤筒体进行分级过滤，该过滤筒体内部插设有五层过滤板，所述的过滤板上设有孔径分别为2 mm， 1 mm，0.5 mm， 0.25 mm和 0.16 mm的过滤薄膜，样品从过滤筒上方和进口放入，经过五层斜设的过滤板进行分级过滤；过滤过程中保持抽滤压力在0.1～0.2 mpa；

（4）再将滤获物快速的用去离子水进行冲洗后，置于烘箱内，60°C烘干24–36h，干燥器干燥保存；

（5）用感量为 0.01mg的电子天平称重，减去过滤薄膜的初始重量，即得到不同粒径组的干重值；

（6）对浮游动物粒径组群落结构进行分析，根据获得的各组分重量，制作群落结构分布图。

本发明中过滤装置的应用，可以通过该过滤装置对浮游动物样品进行过滤，能够保证相同粒径大小的浮游动物保留在同一级组中，不会出现不同粒径的浮游动物被保留在同一过滤薄膜上，能够实现海洋生态系统中的每一个浮游动物个体都可以归属于一系列粒径组中的一个，可以把复杂的生态系统减少到一个可操作的水平。而且该分析方法得出的浮游动物粒径组群落结构更准确，更能够实现浮游动物功能群分析，营养级分析，而且该方法操作方便简单，适用范围广。

作为优选，所述的步骤（1）中应用的标准的浮游动物大网的网口直径 0. 6m～1m，网孔直径505 µm，所述的浮游动物中网的网口直径 0.4 m～0.6m，网孔直径 160 µm。

作为优选，步骤（3）中的过滤薄膜为玻璃纤维滤膜上，所述的过滤薄膜使用前事先进行称重和450℃煅烧了；过滤过程中保护抽滤压力0.1～0.2 mpa。

作为优选，所述的步骤（3）中的过滤板为阶梯式结构且与过滤筒体抽拉式插接，所述的过滤筒体上设置有多个抽拉口，所述的抽拉口上设置有密封口盖，与抽拉口相对的一侧的过滤筒体内部设置有多层搭接台；所述的每层过滤板上的过滤薄膜的滤孔依次递减而且每层过滤薄膜的滤孔为双层滤孔；所述的过滤板上的过滤孔大于过滤薄膜上的滤孔；所述的过滤筒体呈锥体结构，过滤筒体的横截面呈梯形结构。

作为优选，支架为不锈钢支架，滤液管为活动连接结构，每一个过滤筒体对应的滤液管处分别设置有密封连接结构；还包括过渡瓶和真空泵，所述的真空泵分别与抽滤口和过渡瓶连接。

本发明的有益效果是：该浮游动物分级过滤装置，结构简单，操作方便，在船载实验室和岸上实验室都可进行，适用范围广，可以有效实现浮游动物粒径组群落的准确分析；过滤过程中，使用多级过滤筒，利用多通道过滤孔，可对多组同时进行过滤，因而，可进行大批量浮游动物样品处理；将该装置应用到浮游动物粒径群组结构分析方法上，使得该方法操作简单，方便快捷，可以同时对不同水域的样品同进行过滤分析，得到的浮游动物粒径组群落结构更准确。

附图说明

图1是本发明浮游动物分级过滤装置的一种结构示意图；

图2是本发明中过滤筒体的一种透视结构放大图；

图3是本发明中过滤板的一种放大结构示意图；

图4是本发明过滤薄膜的一种放大结构示意图；

图中：1、分级过滤装置本体，2、支架，3、过滤筒体，4、滤液管，5、抽滤口，6、排液阀，7、过滤板，8、过滤薄膜，9、抽拉口，10、密封口盖，11、搭接台，12、密封连接结构，13、过渡瓶，14、真空泵。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。

实施例1：

在图1所示的实施例中，一种浮游动物分级过滤装置，包括分级过滤装置本体1，分级过滤装置本体1包括支架2和设置在支架2上的多级过滤筒体3，支架2上设置有滤液管4，滤液管4上为有抽滤口5，每个过滤筒体3与滤液管4通过排液阀6连通，过滤筒体3内部插设有多层过滤板7，过滤板7上铺设有过滤薄膜8。

过滤板7为阶梯式结构（见图3）且与过滤筒体3抽拉式插接，过滤筒体3上设置有多个抽拉口9，抽拉口9上设置有密封口盖10，与抽拉口9相对的一侧的过滤筒体3内部设置有多层搭接台11（见图2）。

每层过滤板7上的过滤薄膜8的滤孔依次递减而且每层过滤薄膜8的滤孔为双层滤孔（见图4）。过滤板7上的过滤孔大于过滤薄膜8上的滤孔。

过滤筒体3呈锥体结构，过滤筒体3的横截面呈梯形结构。

支架2为不锈钢活动支架，滤液管4为活动连接结构，每一个过滤筒体3对应的滤液管4处分别设置有密封连接结构12。

还包括过渡瓶13和真空泵14，真空泵14分别与抽滤口5和过渡瓶13连接。

该浮游动物分级过滤装置，通过对多级过滤筒体3的结构进行全新的设计，过滤筒体3与过滤板7通过插设连接，过滤板7上设置有过滤薄膜8，过滤板7采用阶梯式结构，这样可以实现对同一粒径群落的浮游动物进行更好的过滤分析，因为同一粒径群落的浮游动物，在个体上是有差异的，平面过滤方式很可能会使得同一粒径的浮游动物被过滤至下一层，而被分到下一个粒径群落，而采用阶梯结构，就可以使同一粒径群落中的不规则的个体得以保留在该层，因为在过滤过程中，共不规则形状会沿阶梯式过滤板进行翻动，而不会直接被过滤到下一层级，而过滤板与过滤筒体插接式连接，方便更换，更方便根据实验结果调整过滤薄膜的孔径，以准确分析估测各功能群的生产力。

一种浮游动物分级过滤装置在进行浮游动物粒径组群落结构分析方法上的应用，该浮游动物粒径组群落结构分析方法包括以下步骤：（1）浮游动物采样：应用标准的浮游动物大网和浮游动物中网在每个取样站位从海底到水面垂直拖网取样；

（2）将步骤（1）中取得的样品保存在终浓度为 5%的福尔马林海水溶液，体积为1000ml；

（3）浮游动物过滤：把步骤（2）中的1000ml样品分割成2份，利用浮游动物分级过滤装置进行分级过滤；将一份500ml的浮游动物用过滤筒体（3）进行分级过滤，该过滤筒体（3）内部插设有五层过滤板（7），所述的过滤板上设有孔径分别为2 mm， 1 mm，0.5 mm， 0.25 mm和 0.16 mm的过滤薄膜（8），样品从过滤筒上方和进口放入，经过五层斜设的过滤板进行分级过滤；过滤过程中保持抽滤压力在0.1～0.2 mpa；

（4）再将滤获物快速的用去离子水进行冲洗后，置于烘箱内，60°C烘干24–36h，干燥器干燥保存；

（5）用感量为 0.01mg的电子天平称重，减去过滤薄膜的初始重量，即得到不同粒径组的干重值；

（6）对浮游动物粒径组群落结构进行分析，根据获得的各组分重量，制作群落结构分布图。

步骤（1）中应用的标准的浮游动物大网的网口直径 0. 6m～1m，网孔直径505 µm，所述的浮游动物中网的网口直径 0.4 m～0.6m，网孔直径 160 µm。步骤（3）中的过滤薄膜为玻璃纤维滤膜上，所述的过滤薄膜使用前事先进行称重和450℃煅烧了；过滤过程中保护抽滤压力0.1～0.2 mpa。

步骤（3）中的过滤板7为阶梯式结构且与过滤筒体3抽拉式插接，过滤筒体3上设置有多个抽拉口9，抽拉口9上设置有密封口盖10，与抽拉口9相对的一侧的过滤筒体3内部设置有多层搭接台11；每层过滤板7上的过滤薄膜8的滤孔依次递减而且每层过滤薄膜8的滤孔为双层滤孔；过滤板7上的过滤孔大于过滤薄膜8上的滤孔；过滤筒体3呈锥体结构，过滤筒体3的横截面呈梯形结构。

支架2为不锈钢支架，滤液管4为活动连接结构，每一个过滤筒体3对应的滤液管4处分别设置有密封连接结构12；还包括过渡瓶13和真空泵14，真空泵14分别与抽滤口5和过渡瓶13连接。

当需要对于不同水域的浮游动物粒径组群落结构进行分析时，应用标准的浮游动物大网（网口直径 0.8 m，网孔直径 505 µm）和浮游动物中网（网口直径 0.5 m，网孔直径 160 µm）在每个取样站位从海底到水面垂直拖网取样。样品保存于终浓度为 5%的福尔马林海水溶液，体积为1000ml。

浮游动物过滤，在实验室内，把1000ml样品分割成2份，一份500ml的浮游动物用孔径分别为2 mm， 1 mm，0.5 mm， 0.25 mm和 0.16 mm的多级过滤筒进行过滤分级，过滤薄膜事先称重和煅烧（450℃），过滤薄膜采用玻璃纤维过滤薄膜上（Whatman GF/C），过滤中保持一定的抽滤压力0.1～0.2 mpa，既要使过滤薄膜不破裂，又能快速的过滤，再将滤获物快速的用去离子水进行冲洗后，置于烘箱内，60°C烘干24–36h，干燥器干燥保存。用感量为 0.01mg的电子天平称重，减去过滤薄膜的初始重量，即得到不同粒径组的干重值。

由于设置有插接式的过滤板，这样的结构可以根据过滤分级的需要，设置不同滤孔的过滤薄膜，可以在一个过滤筒体内部实现多级分级过滤，而同时在一个支架上的多个过滤筒体内部可能实现对不同水域的水生动物进行分级过滤，从而同时进行浮游动物粒径组群落结构分析。该浮游动物分级过滤装置，结构简单，操作方便，适用范围广，可以有效实现浮游动物粒径组群落的准确分析。可以对浮游动物粒径组群落结构准确分析：根据获得的各组分重量，计算含碳量，根据经验公式，估测各功能群的生产力，制作群落结构分布图。