一种鱼耗氧量的测试方法与流程

本发明涉及一种鱼耗氧测试方法。

背景技术：

受控生态生命保障系统（简称CELSS），是人类开展未来长时间、远距离、多乘员载人航天活动可以信赖的先进系统。而人在密闭环境内，将出现低O₂浓度和高CO₂浓度环境，鱼类养殖是否也有低O₂浓度和高CO₂浓度环境的现象。为此，需要一种鱼耗氧测试方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种鱼耗氧测试方法，该测试方法简便，方便用于监测鱼类养殖对受控密闭舱内大气环境的影响。

本发明的技术方案在于：一种鱼耗氧测试方法，包括以下步骤：

1）在受控密闭实验舱内养殖鱼，并将原先置放于受控密闭实验舱内的红萍及蔬菜移出受控密闭实验舱内；

2）关闭受控密闭实验舱内内的人工光源，并启动在线监测系统装置；

3）实验持续7天，每天测定1次舱内大气O₂和CO₂的浓度；

4）将每天测定的O₂和CO₂的浓度分别数据绘制成表，并进行线性分析。

进一步地，所述受控密闭实验舱包括由前、后、左、右侧板及顶棚组成的舱体，所述舱体各侧板分别由双面附膜彩钢板拼接组装而成，且舱体的各侧板下端分别套置有与地基相连接的槽铝，所述顶棚由彩钢瓦楞板拼接而成，所述舱体内位于顶棚下侧设置有吊顶，所述吊顶由双面附膜彩钢板拼接组装。

进一步地，所述舱体相邻两侧板的连接端面分别呈45°并配合形成90°夹角，且相邻两侧板的配合端面的缝隙内现场嵌填有发泡保温材料，相邻两侧板形成的外侧拐角处铆接有角铝，相邻两侧板形成的内侧拐角处扣接有弧形板，所述角铝及弧形板与两侧板分别经密封胶勾缝。

进一步地，所述左侧板和右侧板的上部分别设置有与其相配合形成插接空间的第二角铝，所述第二斜板的外端嵌入插接空间，所述插接空间内填充有发泡保温材料，所述第二角铝与第二斜板的上侧面之间的缝隙填充有密封胶，所述第二斜板的下侧面与左侧板或右侧板的内侧面形成的拐角处扣置有第二弧形板。

进一步地，所述槽铝与各侧板的下端部之间填充有密封胶，所述两第二斜板的内侧端上表面经第三角铝相连接，两第二斜板之间的缝隙内填充有发泡保温材料。

进一步地，所述前、后侧板的上部分别设置有与其固定连接并用于第二斜板的前侧端或后侧端嵌入的第二槽铝，所述第二槽铝与前侧板或后侧板相配合的上侧缝隙填充有密封胶，所述第二斜板与前侧板或后侧板相配合形成的下侧拐角处设置有第三弧形板。

进一步地，所述密封胶为丁基密封胶，所述发泡保温材料为发泡胶。

进一步地，所述在线监测系统装置包括循环气泵，所述循环气泵的进气端经第一球阀与穿出受控密闭试验舱的第一管路相连接，循环气泵的出气端经第二球阀与穿入受控密闭实验舱内的第二管路相连接，所述第二管路的输出端口设置于安装在受控密闭实验舱内的养殖池上方，所述养殖池内设置有循环水泵，所述循环水泵经第三管路与第三球阀相连接，所述第三球阀经第四球阀与第二球阀相连接，所述第三球阀与第四球阀之间还设置有与水质测定仪器的取样器相连接的第一接口，所述循环气泵与第二球阀之间还设置有与大气分析仪器的取样器相连接的第二接口。

进一步地，所述第一接口上设置有第五球阀，所述第二接口上设置有第六球阀。

进一步地，所述第二管路的输出端口设置于距离养殖池的水面140~160mm。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：该测试方法简便，方便用于监测鱼类养殖对受控密闭舱内大气环境的影响，以便为对下阶段密闭舱内的载人供O₂研究提供帮助。同时，受控密闭实验舱属暗型，不受地球表面昼夜和太阳能辐射的影响，实验系统与自然环境隔绝，内部实现空气、水的闭式循环，舱内植物所需的光照也全部靠人工光源调控，有利于模拟空间昼夜规律；舱体采用双面附膜彩钢板材料，该材料具备良好的隔热保温性能，材质轻，稳定性好，不变形，易于加工与安装；尤其是该材料不吸潮，有利于舱内冷凝水的收集和循环使用。

附图说明

图1为本发明的受控密闭实验舱的结构示意图；

图2为本发明的图1的A区放大图；

图3为本发明的图1的B区放大图；

图4为本发明的图1的C区放大图；

图5为本发明的图1的D区放大图；

图6为本发明的图1的E区放大图；

图7为本发明的在线监测系统装置的结构示意图；

图8为本发明的受控密闭实验舱内大气O₂和CO₂浓度测定表；

图9为本发明的鱼类养殖对密闭舱内大气O₂浓度变化的影响情况图；

图10为本发明的鱼类养殖对密闭舱内大气CO₂浓度变化的影响情况图；

图中：a-前侧板 c-左侧板 d-右侧板 1-槽铝 2-顶棚 2a-斜板 2b-斜板 2c-夹角 3-吊顶 3a-第二斜板 3b-第二斜板 3c-夹角 4-发泡保温材料 5-角铝 6-弧形板 7-密封胶 8-第二角铝 9-第二弧形板 10-第三角铝 11-第二槽铝 12-第三弧形板 13-地基 20-受控密闭试验舱 21-循环气泵 22-第一球阀 23-第一管路 24-第二球阀 25-第二管路 26-养殖池 27-循环水泵 28-第三管路 29-第三球阀 30-第四球阀 31-第一接口 32-第二接口 33-第五球阀 34-第六球阀。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本发明并不限于此。

参考图1至图10

一种鱼耗氧测试方法，包括以下步骤：

1）在受控密闭实验舱内养殖鱼，并将原先置放于受控密闭实验舱内的红萍及蔬菜移出受控密闭实验舱内；

2）关闭受控密闭实验舱内内的人工光源，并启动在线监测系统装置；

3）实验持续7天，每天测定1次舱内大气O₂和CO₂的浓度；

4）将每天测定的O₂和CO₂的浓度分别数据绘制成表，并进行线性分析。

本实施例中，所述受控密闭实验舱包括由前侧板a、后侧板、左侧板c、右侧板b及顶棚组成的舱体，所述舱体各侧板分别由宽度S＝100mm的双面附膜彩钢板拼接组装而成，且舱体的各侧板下端分别套置有与地基13相连接的槽铝1，所述顶棚2由夹角为钝角的两斜板2a、2b组成，所述斜板由宽度S＝50mm的彩钢瓦楞板拼接而成，所述舱体内位于顶棚下侧设置有吊顶3，所述吊顶由夹角为钝角的两第二斜板3a、3b组成，所述第二斜板由宽度S＝150mm的双面附膜彩钢板拼接组成，所述顶棚由50mm×50mm×3mm方管焊接制作的钢结构框架支承；各侧板也置于舱体的整体框架内部。

本实施例中，所述顶棚的夹角2c为130°，所述吊顶的夹角3c为160°，吊顶有10°的斜度，显示较好的稳定性；同时，冷凝水不会集结在吊顶上，避免连续水滴对舱内植物的损伤。

本实施例中，所述舱体相邻两侧板的连接端面分别呈45°并配合形成90°夹角，且相邻两侧板的配合端面的缝隙内现场嵌填有发泡保温材料4，相邻两侧板形成的外侧拐角处铆接有角铝5，相邻两侧板形成的内侧拐角处扣接有弧形板6，所述角铝及弧形板与两侧板分别经密封胶7勾缝，以保证密封效果。

本实施例中，所述左侧板和右侧板的上部分别设置有与其相配合形成插接空间的第二角铝8，所述第二斜板的外端嵌入插接空间，所述插接空间内填充有发泡保温材料4，所述第二角铝与第二斜板的上侧面之间的缝隙填充有密封胶7，所述第二斜板的下侧面与左侧板或右侧板的内侧面形成的拐角处扣置有第二弧形板9。

本实施例中，所述槽铝与各侧板的下端部之间填充有密封胶7，所述两第二斜板的内侧端上表面经呈钝角的第三角铝10相连接，两第二斜板之间的缝隙内填充有发泡保温材料4。

本实施例中，所述前、后侧板的上部分别设置有与其固定连接并用于第二斜板的前侧端或后侧端嵌入的第二槽铝11，所述第二槽铝与前侧板或后侧板相配合的上侧缝隙填充有密封胶7，所述第二斜板与前侧板或后侧板相配合形成的下侧拐角处设置有第三弧形板12。

本实施例中，所述密封胶为丁基密封胶，所述发泡保温材料为发泡胶。丁基密封胶是一种以丁基橡胶为基质的单组份中性密封胶，具有极佳的耐老化、耐腐蚀、耐氧化等性能，对于界面形变的适应性很强，尤其是防水、密封、耐候追随性能最为突出。因此，对彩钢板咬口、开孔、搭接等部位起到密封保护作用。

本实施例中，所述在线监测系统装置包括循环气泵21，所述循环气泵的进气端经第一球阀22与穿出受控密闭试验舱20的第一管路23相连接，第一管路的进气端口位于受控密闭实验舱内植物栽培室的中心位置。循环气泵的出气端经第二球阀24与穿入受控密闭实验舱内的第二管路25相连接，所述第二管路的输出端口设置于安装在受控密闭实验舱内的养殖池26上方，所述养殖池内设置有循环水泵27，所述循环水泵经第三管路28与第三球阀29相连接，所述第三球阀经第四球阀30与第二球阀24相连接，所述第三球阀与第四球阀之间还设置有与水质测定仪器的取样器相连接的第一接口31，所述循环气泵与第二球阀之间还设置有与大气分析仪器的取样器相连接的第二接口32。

本实施例中，所述第一接口上设置有第五球阀33，所述第二接口上设置有第六球阀36。所述第二管路的输出端口设置于距离养殖池的水面140~160mm。

测定受控密闭实验舱内大气中O₂－CO₂浓度和挥发性有机物含量时，先打开第一球阀和第二球阀，关闭第六球阀和第四球阀，待循环气泵工作3min后，再打开第六球阀，关闭第二球阀，即可从第二接口取样。按该程序取样可以确保取得设置在受控密闭实验舱内植物栽培室的中心位置气体样品。因为取样前循环气泵已经预循环3min了，整个循环管路充满的气体成份与植物栽培室的中心位置气体成份是一致的。当第六球阀被打开取样时，立即取得栽培室中心位置的气体，故取样量非常少。

测定受控密闭实验舱内养殖水体的水质时，先打开第三球阀和第四球阀，关闭第五球阀和第二球阀，待循环水泵工作3min后，再打开第六球阀，关闭第四球阀，即可从第一接口取样。按该程序取样可以确保取得鱼类养殖大池的水样，因为取样前循环水泵已经预循环3min了，整个循环管路充满的水体成份与鱼类养殖大池的水体成份是一致的。当阀门第六球阀被打开取样时，立即取得鱼类养殖大池的水体，故取样量非常少。取样结束后，第一、第二、第三及第四球阀应处在关闭状态，以确保密闭舱内气体不泄漏。

试验结果表明，随着鱼类养殖时间的持续，密闭舱内大气O₂浓度下降，CO₂浓度上升。根据图9和图10的线性回归分析，O₂浓度以每天0.168％的速率下降，7天后O₂浓度为19.38%；CO₂浓度以每天0.153％的速率上升，7天后CO₂浓度为1.115%。试验7天后，鱼类养殖水体中氨氮含量急剧增加，溶解氧含量也急剧下降。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出不同形式的鱼耗氧测试方法并不需要创造性的劳动，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。