一种测定养殖生物沉积物降解的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于实验装置技术领域，具体地涉及一种测定养殖生物沉积物降解的装置及方法。
【背景技术】
[0002]我国是世界第一养殖大国，全国水产养殖面积8088.40千公顷，全国水产品总产量5907.68万吨。其中，养殖产量4288.36万吨，占总产量的72.59%，养殖鱼类产量2436.95万吨，甲壳类359.26万吨，贝类1234.32万吨，以上在养殖过程中可排泄大量粪便的养殖种类占养殖总产量的93.99%。
[0003]近年来，由于国内外水产品市场需求量日益增长的刺激，全国水产养殖在大量增加养殖面积的同时亦增加了养殖密度，在整个养殖周期内，生物沉积物(粪和假粪)是养殖生物的主要污染物。高密度养殖排泄的大量沉积物必然会对生态系统产生影响，进而影响养殖业自身的发展，养殖生物对海洋环境造成的影响主要通过生物沉积物和营养盐再生完成的。养殖生物不能全部利用所食用的食物，其中大部分以粪和假粪的形式排出，有报道称此比例可高达95%。以贝类为例，山东省桑沟湾养殖区，每公顷养殖面积的栉孔扇贝每天排粪量65.88公斤(干重)，一年排粪可达18520吨(干重)，加上其他养殖贝类的排粪，养殖区年产粪便量将近4万吨，这其中还不包括大量的假粪。大量的贝类粪便和假粪的沉积，改变了海底沉积物的成分，进而可能影响底栖生态环境，引起底栖动物种类大大减少，而耐缺氧的多毛类开始占优势。桑沟湾扇贝养殖后底栖动物种类数仅有59种，远少于养殖前的215种，同时软体动物的种类数大大降低，多毛类动物则占明显优势。
[0004]养殖生物形成的生物沉积物经矿化和再悬浮后又可使营养盐重新进入水体。而营养盐的再生是生物养殖污染的另一重要体现。生物性沉积导致了有机沉积物的增加，增加了氧的消耗，加速了硫的还原，增强了解氮作用。养殖生物的代谢活动可产生铵盐、磷酸盐等营养盐。因此，在浅海养殖区，由于养殖生物的排泄活动，增加了水体营养盐的浓度，能够引起藻类在春夏季的大量繁殖，极易形成赤潮灾害。但查阅相关文献，对生物沉积物的矿化速率及营养盐释放规律研宄极少，为保持养殖水域生态稳定，水产养殖业的可持续发展，对生物沉积物降解规律的探宄已迫在眉睫。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是提供一种测定养殖生物沉积物降解的装置及方法，为研宄水产养殖过程中养殖生物排泄的大量粪便的降解机制提供便利，本发明装置对生态学、磁动力学、生物学、形态学等学科进行交叉运用，可以对生物沉积物的降解过程，包括:生物沉积物降解速率、营养盐释放规律，以及降解过程生物沉积物形态变化进行直观可量化的测定。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现:
[0007]一种测定养殖生物沉积物降解的装置，包括大圆筒、小圆筒、中央圆筒、圆盘、支架、磁转子和搅拌器；
[0008]所述的大圆筒为底端封闭，上端是敞开，大圆筒创造了一个相对独立的实验环境，避免实验过程受外界太大干扰；大圆筒内上下各放置一可拆卸的圆盘，圆盘中央具有一个大圆孔，大圆孔周边具有2-12个的小圆孔，所述的大圆筒内上下两圆盘上的大圆孔、小圆孔--上下对应；
[0009]小圆筒上端开口，并配有橡胶塞封口使小圆筒封闭，小圆筒放置在两圆盘上下对应的小圆孔内，所述的圆盘是放置在大圆筒内的；小圆筒即为生物沉积物降解实验进行的容器；
[0010]所述的中央圆筒放置在两圆盘上下对应的大圆孔内；
[0011]所述的支架是由支柱两端各连接一个小圆盘组成，底端小圆盘起支撑作用，上端小圆盘可拆卸，上端小圆盘有透水孔，利于水体上下交换，支架竖直放置在小圆筒内，在小圆筒内支架的上端小圆盘上放置一个磁转子；
[0012]所述的搅拌器包括搅拌机主体、搅拌杆、搅拌扇片，搅拌扇片处加工固定有磁铁，搅拌机主体固定在中央圆筒上，搅拌杆深入中央圆筒底部，在搅拌机转动时由固定在搅拌扇片处的磁铁带动小圆筒中的磁转子转动，进而起到搅拌水流模拟原位海水涡流的作用。
[0013]进一步，所述的大圆筒的高40cm以上，内直径20cm以上。
[0014]进一步，所述的圆盘的直径与大圆筒的内直径相等，圆盘上大圆孔的直径为10_12cm，大圆孔周围的小圆孔直径为3_7cm。
[0015]进一步，用于封闭所述的小圆筒上端开口的橡胶塞上具有孔，孔处插有玻璃管，作为试验过程中与外界环境进行气体交换的出口。
[0016]进一步，所述的支架高度12-14cm，磁转子的直径0.5-1.2cm，长3.0-4.0cm，磁转子与固定在搅拌扇片处的磁铁处于相同的高度。
[0017]进一步，所述的小圆筒上带有刻度。
[0018]一种测定养殖生物沉积物降解的方法，将某种养殖生物沉积物小心添加到本发明装置的小圆筒内，每个小圆筒作为一个重复，同时设有对照组，开动搅拌器，固定在搅拌杆上的磁铁转动，从而带动小圆筒内的磁转子运动，进而起到搅拌水流模拟原位海水涡流的作用；通过测定不同时间小圆筒内海水的营养盐变化情况，对试验周期内的生物沉积物降解速率、营养盐释放规律进行测定。为测定生物沉积物在不同温度、pH、光照等条件下的降解规律可对圆筒中实验组样品进行相应的处理。
[0019]本发明与现有技术相比的有益效果是:
[0020]1、本养殖生物沉积物降解研宄装置设计巧妙，整个实验过程处于封闭的大圆筒内，减少了外界环境对实验过程的干扰，沉积物的降解反应位于小圆筒内，本发明装置可以同时放置多个小圆筒，可以根据需要，使处于相同大环境条件下的多个生物沉积物降解小圆筒进行不同小环境条件下的生物沉积物降解探宄，测量准确。
[0021]2、本法明通过磁动力驱动海水的设计可以模拟现场海区风浪及潮汐等水流波动交换，同时磁力搅拌器转速可以进行调节，根据现场海区的不同情况进行合理设定。尽可能使沉积物与原位海区处于相同的降解环境中。
[0022]3、本装置操作简便，可操作性强，整体携带方便，便需清理，可多次重复利用。
【附图说明】
[0023]图1本发明装置组装图:1、大圆筒，2、小圆筒，3、中央圆筒，4、圆盘，5、支架，6、磁转子;
[0024]图2搅拌器:12、搅拌机主体，13、搅拌杆，14、搅拌扇片，15、磁铁；
[0025]图3橡胶塞:16、孔；
[0026]图4圆盘与大圆筒组装图:7、大圆孔，8、小圆孔；
[0027]图5支架:9、支柱，10、小圆盘，11、透水孔；
[0028]图6沉积物降解对海水总氮含量的影响；
[0029]图7沉积物降解对海水总磷含量的影响；
[0030]图8沉积物降解对海水硅酸盐含量的影响；
[0031 ]图9沉积物降解对海水可溶性活性磷酸盐含量的影响；
[0032]图10沉积物降解对海水无机氮含量的影响。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。但本发明的保护范围不受实施例任何形式上的限制。
[0034]实施例1
[0035]一种测定养殖生物沉积物降解的装置，如图1、2、3、4、5所示，包括大圆筒1、小圆筒2、中央圆筒3、圆盘4、支架5、磁转子6和搅拌器；
[0036]所述的大圆筒为底端封闭，上端是敞开，大圆筒创造了一个相对独立的实验环境，避免实验过程受外界太大干扰；大圆筒内上下各放置一可拆卸的圆盘4，圆盘中央具有一个大圆孔7，大圆孔周边具有2-12个小圆孔8，所述的大圆筒内上下两圆盘4上的大圆孔7、小圆孔8——上下对应；
[0037]小圆筒上端开口，并配有橡胶塞封口使小圆筒封闭，小圆筒放置在两圆盘上下对应的小圆孔内，所述的圆盘是放置在大圆筒内的；小圆筒即为生物沉积物降解实验进行的容器；
[0038]所述的中央圆筒放置在两圆盘上下对应的大圆孔内；
[0039]所述的支架是由支柱8两端各连接一个小圆盘10组成，底端小圆盘起支撑作用，上端小圆盘可拆卸，上端小圆盘有透水孔11，利于水体上下交换，支架竖直放置在小圆筒内，在小圆筒内支架的上端小圆盘上放置一个磁转子；
[0040]所述的搅拌器包括搅拌机主体、搅拌杆、搅拌扇片，搅拌扇片处加工固定有磁铁，搅拌机主体固定在中央圆筒上，搅拌杆深入中央圆筒底部，在搅拌机转动时由固定在搅拌扇片处的磁铁带动小圆筒中的磁转子转动，进而起到搅拌水流模拟原位海水涡流的作用。
[0041]所述的大圆筒的高40cm，内直径30cm。
[0042]所述的圆盘的直径与大圆筒的内直径相等，圆盘上大圆孔的直径为12cm，大圆孔周围的小圆孔直径为6cm。
[0043]用于封闭所述的小圆筒上端开口的橡胶塞上具有孔，孔处插有玻璃管，作为试验过程中与外界环境进行气体交换的出口。
[0044]所述的支架高度13cm，磁转子的直径0.87cm，长3.47cm