本实用新型涉及一种活体浮游生物检测用高泥沙水除泥沙、净化系统。
背景技术：
浮游生物作为水域生态系统的重要组成部分，是其他高等水生生物赖以生存的能量与物质基础，在生态系统的物质循环与能量流动中起着重要作用。浮游生物种类繁多、形态功能各异。具有敏感性强、生长周期短、易于分离培养的特点。可分为浮游植物和浮游动物，包括体型微小的原生动物、藻类，也包括某些甲壳类、软体动物和某些动物的幼体。大部分浮游生物不具有游动能力，只能随水流动，小部分具有弱的游动能力。浮游植物利用光照进行光合作用，有着良好的趋光性。因此，在不同的光照条件下，水中浮游植物的垂直分布会发生一定的变化。
浮游植物作为初级生产者，可作为生物饵料直接被喜食浮游生物的鱼类直接摄食。由于浮游生物对水质变化十分敏感，可作为水环境监测和水体评价的指示生物。通过采集浮游生物进行属种鉴定，了解水体中浮游生物指示物的种类、生物量、丰度和出现季节及其分布状况。
在一些河流中(如黄河中下游)往往泥沙含量较高，水体中大量的泥沙对浮游生物鉴定分析具有很高的干扰，水体含沙量高，透光度低，通过显微镜技术检测浮游生物工作无法准确进行。现有技术都是采用自然沉淀方法，由于自然沉淀存在着沉淀时间较长，一段时间后浮游藻类的种群密度将降低，并且在沉淀过程中浮游生物死亡沉降，造成泥沙和生物无法分离，导致最后检测数据不准确。
目前，尚没有任何过滤净化装置能够有效分离泥沙和浮游生物。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是如何填补现有技术的上述空白，提供一种活体浮游生物检测用高泥沙水除泥沙、净化系统。
为解决上述技术问题，本活体浮游生物检测用高泥沙水除泥沙、净化系统包括第一沉淀容器，该第一沉淀容器底部设有一个第一排水管，第一排水管上设有第一排水阀，其特征在于：其还包括第二沉淀容器、气泵、矮支架、中支架和高支架，
第一沉淀容器顶部还设有一个盖板，该盖板下方设有一个日光灯，盖板外部设有开关，并配有电源或电源插头，所述日光灯通过导线与开关、电源或电源插头连接成照明电路；
第一沉淀容器四壁及底板均不透光，且第一沉淀容器一侧侧壁设有竖长条形透光窗口，该竖长条形透光窗口配有遮光帘，该遮光帘上端固定在盖板上，可卷起、可展开，并覆盖住竖长条形透光窗口；
第一沉淀容器底部设有隔板，隔板在第一沉淀容器下部隔出一个过滤仓，该过滤仓内设有过滤包，该过滤包由滤布缝制而成，过滤包内部填充有活性碳，第一排水管位于过滤仓一端，过滤仓另一端的隔板上设有一个进水缺口，第一沉淀容器侧壁上还设有一个回水管和第二排水管，第二排水管设置在隔板上方，且该第二排水管上设有第二阀门，该回水管顶部设有一个漏斗，回水管下部设有回水阀，回水管下端通入第一沉淀容器内，且回水管下端端口位于隔板上方；隔板优先活动连接隔板，过滤包本身也可以过滤大颗粒泥沙，所述过滤包及活性碳可更换，也可用清水冲洗再生。
第一沉淀容器放置在中支架上，矮支架和高支架分别设置在中支架前后两侧，第二沉淀容器顶部开口，其底部设有一个第三排水管，第三排水管上设有第三排水阀，第二沉淀容器可根据需要放置在矮支架或高支架上，当第二沉淀容器位于矮支架上时，第一沉淀容器的第一排水管管口位于第二沉淀容器顶部开口上方，当第二沉淀容器位于高支架上时，第二沉淀容器的第三排水管管口位于第一沉淀容器的回水管顶部的漏斗上方；
所述气泵设置在第一沉淀容器侧壁上，该气泵的出气管上连有软管，该软管伸入第一沉淀容器内部水中，且位于水中的软管上开有出气孔。如此设计，可以确保活体浮游生物保持活性前提下，除去了大部分泥沙，同时，保证了水温、水量无变化，
本实用新型高泥沙水中活体浮游生物检测方法，包括下述步骤：
①.采集含有活体浮游生物的高泥沙水。
②.将活体浮游生物检测用高泥沙水除泥沙、净化系统的第一排水阀和回水阀都关闭，然后将采集到的含有活体浮游生物的高泥沙水注入第一沉淀容器内，加盖盖板，开启气泵，然后将遮光帘放开，将竖长条形透光窗口罩住，同时确保日光灯处于关闭状态，并在室温下保存4-5个小时。
③.将第二沉淀容器放置在矮支架上，然后关闭第三排水阀，并使第一沉淀容器的第一排水管管口正对第二沉淀容器的上部开口，然后打开日光灯，一个小时后，关闭气泵，半个小时后，将遮光帘卷起，这时通过竖直长条形窗口可以发现，水中的部分泥砂已经沉降在隔板的上表面上，第一沉淀容器内的水得到初步澄清，然后打开第一排水阀，使第一沉淀容器中经过初步澄清的水流入过滤仓，水中残余泥沙被过滤仓中的活性碳吸附，形成清水，上述清水经第一排水阀，流入第二沉淀容器，当第一沉淀容器水面降至距隔板15厘米时，关闭第一排水阀；
④.然后，将第二沉淀容器移至高支架上，使第二沉淀容器的第三排水管管口位于第一沉淀容器的回水管顶部的漏斗上方，然后，先打开回流阀，再打开第三排水阀，使第二沉淀容器内的清水，经回流管缓缓回流入第二沉淀容器；
⑤.待第二沉淀容器内的清水全部回流至第一沉淀容器，再次将遮光帘放开，将竖长条形透光窗口罩住，静置1个小时，将遮光帘卷起，然后再次将第二沉淀容器放置在矮支架上，打开第一排水阀，使第一沉淀容器中经过初步澄清的水流入过滤仓，水中残余泥沙被过滤仓中的活性碳吸附，形成清水，上述清水经第一排水阀，流入第二沉淀容器，当第一沉淀容器水面降至距隔板15厘米时，关闭第一排水阀；
⑥.通过竖长条形透光窗口，若观察到第一沉淀容器内的水质仍然浑浊，回到第④步，周而复始，直至第一沉淀容器内的水质澄清；若观察到第一沉淀容器内的水质澄清，则打开第二排水阀，即可得到含有活体浮游生物的高泥沙净化水。
⑦.检测第⑥步所得含有活体浮游生物的高泥沙净化水。
如此设计，本实用新型第一沉淀容器呈除竖直长条形窗口外，其余部分均作不透光设计，同时在第一沉淀容器中增设日光灯。使用时，通过人为设定，使活体浮游生物先处于光饥饿状态状态，然后再打开日光灯，将活体浮游生物吸引至水面附近。此时，部分泥沙已沉淀到第一沉淀容器下部。此时，打开第一排水阀，将第一沉淀容器内中下部的水经过滤仓过滤后，形成清水，排入第二沉淀容器。这部分清水中的泥沙被活性碳吸附，其水温、水量基本没有变化。而后这部分清水又通过回流管回流至第一沉淀容器，这样，第一沉淀容器内的水温、水量没有变化，只是大部分泥沙被活性碳吸附了。
作为优化，第①步，选择晴好天气，中午时分采集。无论是浮游动物、还是浮游植物都具有趋光性。晴好天气下，中午时分，阳光普照，此时浮游藻类光合作用旺盛，浮游动物种群密度较高，浮游生物大都集中在距离面水面较近的浅层水中，便于采集。
本实用新型活体浮游生物检测用高泥沙水除泥沙、净化系统具有结构简单、使用方便的优点，充分利用浮游生物的趋光性和迁移范围，简单、方便地解决了现有技术无法解决的如何检测、高泥沙中活体浮游生物的数量和种类的技术问题，是黄河中下游等高泥沙水域生态调查、环境监控的重要装置。
附图说明
下面结合附图对本实用新型活体浮游生物检测用高泥沙水除泥沙、净化系统作进一步说明：
图1是本高泥沙水中活体浮游生物检测方法第③步，第一沉淀容器与第二沉淀容器的结构及位置关系示意图；
图2是本高泥沙水中活体浮游生物检测方法第④步，第一沉淀容器与第二沉淀容器的结构及位置关系示意图；
图3是本活体浮游生物检测用高泥沙水除泥沙、净化系统中真空取样装置使用状态的结构示意图；
图4是本活体浮游生物检测用高泥沙水除泥沙、净化系统中真空取样装置入水后，浮球上浮，水平卡柱脱离水平卡槽后，摇动绞筒，上拉拉绳，锥塞堵住锥孔部，密封阀关闭的局部剖面示意图；
图5是本活体浮游生物检测用高泥沙水除泥沙、净化系统中真空取样装置提升过程中，密封阀保持关闭，高泥沙水在大气压的作用下，被吸存取样圆管内，带离水面，并提升到足够的高度后，扳动转臂，将吊臂转至配用船上的局部剖面示意图。
图中：1为第一沉淀容器、2为第一排水管、3为第一排水阀、4为第二沉淀容器、5为气泵、6为矮支架、7为中支架、8为高支架、9为盖板、10为日光灯、11为电源插头、12为竖长条形透光窗口、13为遮光帘、14为隔板、15为过滤仓、16为回水阀、17为回水管、18为第二排水管、19为第二阀门、20为第三排水管、21为第三排水阀、22为软管、23为绞筒、24为吊臂、25为滑轮、26为取样圆管、27为配用船、28为锥塞、29为连杆、30为挂孔、31为水平卡槽、32为环形空心浮筒、33为突板、34为杠杆、35为水平卡柱、36为浮球、37为拉绳、38为摇柄、39为转臂、40为锥孔部、41为取样圆管上的环形外突沿、42为环形夹板。
具体实施方式
实施方式一：如图1、2所示，本活体浮游生物检测用高泥沙水除泥沙、净化系统包括第一沉淀容器1，该第一沉淀容器1底部设有一个第一排水管2，第一排水管2上设有第一排水阀3，其特征在于：其还包括第二沉淀容器4、气泵5、矮支架6、中支架7和高支架8。
第一沉淀容器1顶部还设有一个盖板9，该盖板9下方设有一个日光灯10，盖板9外部设有开关(图中未示出)，并配有电源或电源插头11，所述日光灯10通过导线与开关、电源或电源插头11连接成照明电路。
第一沉淀容器1四壁及底板均不透光，且第一沉淀容器1一侧侧壁设有竖长条形透光窗口12，该竖长条形透光窗口12配有遮光帘13，该遮光帘13上端固定在盖板9上，可卷起、可展开，并覆盖住竖长条形透光窗口12；
第一沉淀容器1底部设有隔板14，隔板14在第一沉淀容器1下部隔出一个过滤仓15，该过滤仓15内设有过滤包，该过滤包由滤布缝制而成，过滤包内部填充有活性碳，第一排水管2位于过滤仓15一端，过滤仓15另一端的隔板14上设有一个进水缺口。
第一沉淀容器1侧壁上还设有一个回水管17和第二排水管18，第二排水管18设置在隔板14上方，且该第二排水管18上设有第二阀门19，该回水管17顶部设有一个漏斗，回水管17下部设有回水阀16，回水管17下端通入第一沉淀容器1内，且回水管17下端端口位于隔板14上方。
第一沉淀容器1放置在中支架7上，矮支架6和高支架8分别设置在中支架7前后两侧，第二沉淀容器4顶部开口，其底部设有一个第三排水管20，第三排水管20上设有第三排水阀21，第二沉淀容器4可根据需要放置在矮支架6或高支架8上。
当第二沉淀容器4位于矮支架6上时，第一沉淀容器1的第一排水管2管口位于第二沉淀容器4顶部开口上方，当第二沉淀容器4位于高支架8上时，第二沉淀容器的第三排水管20管口位于第一沉淀容器的回水管17顶部的漏斗上方；
所述气泵5设置在第一沉淀容器1侧壁上，该气泵5的出气管上连有软管22，该软管22伸入第一沉淀容器1内部水中，且位于水中的软管22上开有出气孔(图中未示出)。
如图3-5所示，本活体浮游生物检测用高泥沙水除泥沙、净化系统还包括真空取样装置，该真空取样装置包括绞筒23、吊臂24、滑轮25和取样圆管26，其中绞筒23固定在配用船27上(当然也可以设置在配用桥梁中段，图略)。
如图3所示，吊臂24可旋转地固定在配用船27上，所述取样圆管26上、下开口，所述取样圆管26上部设有一个锥孔部40，该锥孔部40下大，上小，锥孔部40内设有倒圆台形的锥塞28，该锥塞28中心固定有一连杆29，该连杆29顶部设有挂孔30，连杆29中段两侧分别设有水平卡槽31，所述取样圆管26上部套有环形空心浮筒32，取样圆管上设有两个环形外突沿41、两个环形外突沿41内侧设两个环形夹板42，环形空心浮筒32夹在两个环形夹板之间。环形空心浮筒32充气后，将两个环形夹板42向外撑，卡在两个环形外突沿41的内侧。
所述取样圆管26顶部设有两个相对突板33，每个突板33上铰接有一个杠杆34，杠杆34一侧长，一侧短，杠杆34短端设有水平卡柱35，杠杆34长端固连一个浮球36，两个杠杆34分别位于所述连杆29两侧，两个杠杆34的水平卡柱35可分别从两侧卡在对应的水平卡槽31内，锥塞28与所述锥孔部40组成一个密封阀，锥孔部40下沿高度，应低于环形空心浮筒32的吃水线。确保密封阀关闭时，其下部的取样圆管26充满水，无空气。
所述挂孔30内系有一拉绳37，该拉绳37跨过所述滑轮25后，固定在所述绞筒23上，该铰筒23配有一个摇柄38，所述吊臂24一侧固定有转臂39。经研究，浮游微生物的垂直迁移极限为5米，而本真空取样装置中的取样圆管长度达6米，可以在早晨、中午、下午、甚至夜间采集5.5米水深内的所有浮游微生物。同时，本真空取样装置由于没有任何水泵或活动部件，对浮游微生物的干扰最小，采样准确，方便。便于研究各个时间段浮游微生物的分布情况。如此设计，便于检测、统计单位高泥沙水中浮游微生物的数量和种类。
本高泥沙水中活体浮游生物检测方法，包括下述步骤：
①.采集含有活体浮游生物的高泥沙水。
优先晴好天气，中午时分采集。优选使用前述真空取样装置进行取样，方法如下：
a.将配用船27驶入需要取样的水域，下锚锁定，将前述真空取样装置的两个水平卡柱35卡入对应的水平卡槽31，摇动摇柄38，带动拉绳37，将取样圆管26吊起，扳动转臂39，转动吊臂24，将取样圆管26转至配用船27外，然后将取样圆管26缓缓放入水中，周围的水缓缓进入取样圆管26，并最终沉过锥形部40的下沿。
当环形空心浮筒32、浮球36入水后，继续放松拉绳37，浮球36上浮时，通过杠杆34，带动水平卡柱35脱出水平卡槽31，如图4所示。
b.反向摇动摇柄38，收紧拉绳37，水平卡槽31已被释放，拉绳带动连杆29上升，其后锥塞28完全堵在锥孔部40上，密封阀封闭。而后继续收紧拉绳37，将真空取样装置整个提起，离开水面。取样圆管26中的水受大气压影响，留在取样圆管26内，随同取样圆管26上升。
c.当取样圆管26升到足够高度后，扳动转臂39，转动吊臂24，使取样圆管26转至配用船27甲板上方的第一沉淀容器1上方，如图5所示，去除盖板9，使取样圆管26下口插入第一沉淀容器1内；
②.将活体浮游生物检测用高泥沙水除泥沙、净化系统的第一排水阀3和回水阀16都关闭，然后将连杆29向下压，使锥塞28与锥孔部40的侧壁分开，密封阀打开，取样圆管26内的高泥沙水自然流入第一沉淀容器1内。
再加盖盖板9，开启气泵5，然后将遮光帘13放开，将竖长条形透光窗口12罩住，同时确保日光灯10处于关闭状态，并在室温下保存4-5个小时。这一过程中，活体浮游植物能得到氧气，但是得不到阳光照射，处于光饥饿状态。高泥沙水中的大颗粒泥沙初步沉淀，积存在隔板14上表面上。
③.将第二沉淀容器4放置在矮支架6上，然后关闭第三排水阀21，并使第一沉淀容器1的第一排水管2管口正对第二沉淀容器4的上部开口，然后打开日光灯10，一个小时后，关闭气泵5，半个小时后，将遮光帘13卷起，这时通过竖直长条形窗口12可以发现，水中的部分泥砂已经沉降在隔板14的上表面上，第一沉淀容器1内的水得到初步澄清，然后打开第一排水阀3，使第一沉淀容器1中经过初步澄清的水流入过滤仓15，水中残余泥沙被过滤仓15中的活性碳吸附，形成清水，上述清水经第一排水阀3，流入第二沉淀容器4，当第一沉淀容器1水面降至距隔板15厘米时，关闭第一排水阀3。
这样可以防止水面降得过低，活性浮游微生物被活性碳吸附。
④.然后，将第二沉淀容器4移至高支架8上，使第二沉淀容器4的第三排水管20管口位于第一沉淀容器1的回水管17顶部的漏斗上方，然后，先打开回流阀16，再打开第三排水阀21，使第二沉淀容器4内的清水，经回流管17缓缓回流入第二沉淀容器4。
⑤.待第二沉淀容器4内的清水全部回流至第一沉淀容器1，再次将遮光帘13放开，将竖长条形透光窗口12罩住，静置1个小时，将遮光帘13卷起，然后再次将第二沉淀容器4放置在矮支架6上，打开第一排水阀3，使第一沉淀容器1中经过初步澄清的水流入过滤仓15，水中残余泥沙被过滤仓15中的活性碳吸附，形成清水，上述清水经第一排水阀3，流入第二沉淀容器4，当第一沉淀容器1水面降至距隔板15厘米时，关闭第一排水阀3。
⑥.通过竖长条形透光窗口12，若观察到第一沉淀容器1内的水质仍然浑浊，回到第④步，周而复始，直至第一沉淀容器1内的水质澄清；若观察到第一沉淀容器1内的水质澄清，则打开第二排水阀19，即可得到含有活体浮游生物的高泥沙净化水。
⑦.检测第⑥步所得含有活体浮游生物的高泥沙净化水，以下简称高泥沙净化水。
检测浮游植物时：取高泥沙净化水1000ml加鲁格试液固定，沉淀48h后虹吸弃上层清液，浓缩至40ml。摇匀后，快速吸取滴于0.1ml计数框内，在10×40显微镜下观察，计数两片，取平均值。
检测浮游动物时:取高泥沙净化水5L，用25号浮游微生物网过滤浓缩，并加入1.5mL4％的福尔马林固定，带回实验室进行样品分析。固定好的样品摇匀后，快速吸取滴于1ml计数框内，在10×10显微镜下观察，计数两片，取平均值。