專利名稱：水體沉積物反硝化作用培養裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于環境監測技術裝置技術領域，具體涉及一種水體沉積物反硝化作用培養裝置，即一種利用乙炔(C2H2)抑制靜態土柱培養法測定單位時間內隊0生成的量來確定反硝化作用的裝置，特別涉及河口濕地及近海領域反硝化作用速率測算。
背景技術：
隨著全球環境問題加重，氮循環已經成為人們研究的一個重點。河口濕地和近海領域作為淡水匯入海洋環境前的重要區域，其中的反硝化作用對于氮元素由陸地水體環境向大氣遷移轉化產生巨大作用，對于研究全球氣候變化、水體富營養化具有重要意義。目前，人們在河口濕地及近海領域沉積物反硝化作用的研究上，普遍應用的是乙炔抑制培養法和同位素庫稀釋法，而乙炔抑制培養法由于成本低、靈敏度更高而得到更廣泛的采用。乙炔抑制培養法原理是通過往密閉容器培養的樣品中注入乙炔氣體達到飽和，該濃度下的乙炔氣體能夠抑制反硝化作用中N2O被還原為N2的過程，通過測定一定時間內N2O產量，經過一系列換算從而計算出反硝化作用速率。在實際檢測中由于沒有固定有效的實驗儀器，通常是通過采集樣品后用簡單的密封的血清瓶或有機玻璃管收集樣品帶回實驗室處理，不但需要進行多步處理，工作量繁多，而且乙炔氣體在沉積物土壤中擴散不均勻，沉積物反硝化作用所需營養鹽混合不均勻，樣品容易污染，測量的結果數據不準確，誤差偏大，無法進行現場監測，影響研究進度。
發明內容本發明的目的是提供一種水體沉積物反硝化作用培養裝置，即一種能準確測定反硝化作用速率的裝置，且易于攜帶，操作便捷，以彌補現有技術的不足。本實用新型的裝置，其特征在于，包括有用于盛裝沉積物的容器和用于使水體循環的恒流泵，所述容器的頂端配有起到密封開口用的密封塞，在容器的對稱位置上設有出水口和進水口，分別通過導管連接到恒流泵的兩端；在出水口下方設有一個取樣口，并且在容器上設有不少于一個的注氣口。用于盛裝沉積物的容器為有機玻璃柱，頂部配有的密封塞。在容器的側壁上設有對稱的出水口和進水口，通過有機塑料管連接在恒流泵兩端，以此保持水體持續循環。為了保證乙炔氣體在整個培養器內達到飽和，優選在有機玻璃柱四個對稱方向分別設置四列每列三個注氣口，注氣口用膠塞塞上，每列的注氣口之間相隔一定距離。本實用新型的裝置能保證樣品所處的厭氧環境，在加入乙炔和取水樣的同時能夠避免樣品受到污染。操作攜帶方便，無需過多處理，提高實驗效率，數據真實，安全可靠，適用于現場測定研究；并且采集、培養的是現場無擾動樣品，通過恒流泵令水體循環，從而使樣品反硝化作用細菌和所需營養物質均勻分布，向各個方向注射乙炔氣體使得抑制劑充分擴散到沉積物和水樣中，能夠保證檢測結果的準確性。
圖1 本實用新型裝置的前視圖。圖2 本實用新型裝置的的后視圖(顯示進水口)。其中1、密封塞、2、容器3、出水口、4、取樣口 5、注氣口 6、進水口 7、恒流泵。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的裝置進行具體描述。如圖1，本實用新型的水體沉積物反硝化作用培養裝置包括有用于盛裝沉積物的容器2和用于使水體循環的恒流泵7，所述的容器2可以是有機玻璃柱，為了使用上的方便， 有機玻璃柱的高度選擇為35cm，內徑為14. 6cm,容積為5. 87L。有機玻璃柱的尺寸型號根據具體采樣所需進行調整。有機玻璃柱的上方為用于放入水體沉積物的開口 ；并配有與開口尺寸相符的密封塞1，密封塞1為膠塞，也可以是其他材質的。在容器的側壁上對稱設有出水口 3和進水口 6，通過有機塑料管連接在恒流泵7兩端，以此保持水體持續循環。考慮到該反應主要研究在兩相交界面的進行，操作的時候樣品量不會取很多，所以進水口 3和出水口 6位于容器2的中下部。在出水口下方開設有取樣口 4，不取樣時用封口夾關閉取樣口 4的外端橡膠管對取樣口 4進行控制。取樣口 4位于出水口 6下方。在容器1上還設有不少于一個的注氣口 5，用來注入乙炔氣體；為了保證乙炔氣體在整個培養器內達到飽和，優選在有機玻璃柱四個對稱方向分別設置四列、每列三個注氣口 5，注氣口 5用膠塞塞上，每列的注氣口之間有一定的間隔，最下方注氣口 5可以位于底部上方。本實用新型的裝置使用方法如下1、將進水口 6和出水口 3通過有機塑膠管分別連接上恒流泵7兩端，取樣口 4外端的橡膠管用封口夾夾住，方便控制取樣口 4開關采集水樣；2、取一定體積上層無擾動沉積物放入容器2的有機玻璃柱中，注入現場上覆水或底層水樣，使培養柱內形成水體沉積物的固液界面，模擬出現場環境，加入的沉積物和水體的高度不能超過最上層注氣口 5高度，以保證能向上層水樣中注入乙炔氣體。用密封塞1 封口，并用滅菌液體石蠟來封好，保持厭氧環境確保反硝化作用的進行；3、高純度乙炔氣體利用注射器通過不同方向的注氣口 5的橡膠塞分別向上覆水和沉積物中注射乙炔氣體達到飽和狀態，使得乙炔氣體與樣品充分混合；4、打開恒流泵7，保持恒流泵7持續工作直至實驗結束，令水體循環使營養物質均勻分布；5、模擬現場溫度在密閉培養裝置中連續培養。在培養過程中通過取樣口定時采集水樣，測定其中隊0濃度，計算出反硝化速率。本實施例是有關本發明對于黃海北部沉積物反硝化速率現場模擬實驗的實施。本次實驗設置8個站位(Si S8)，每個站位沉積物樣品用箱式采泥器采集，底層海水用采水器采集，用于現場培養和營養鹽的測定。在培養器中加入上層無擾動IOcm沉積物放入柱中，注入現場底層水樣，用膠塞配以滅菌液體石蠟封口。操作步驟按照技術方案實施，同時設置非乙炔抑制對照組。通過測定所采集水樣中隊0，經過換算得出反硝化速率，具體公式如下F = HXlO-3X ( Δ C/Δ t)式中F為反硝化速率[μ mol/(m2 · h) ]，H為培養柱凈高度(m)，Δ C/ Δ t為柱內 N2O濃度隨時間的變化率[μ mol/(L · h)]。該實施例所測隊0濃度以及所換算得到的反硝化速率試驗數據
權利要求1.一種水體沉積物反硝化作用培養裝置，其特征在于包括有用于盛裝沉積物的容器 (2)和用于使水體循環的恒流泵(7)，所述容器O)的頂端配有起到密封開口用的密封塞(1)，在容器(2)的側壁上設有對稱分布的出水口(3)和進水口(6)；在出水口(3)下方設有一個取樣口 G)，并且在容器(2)上設有不少于一個的注氣口(5)。
2.如權利要求1所述的培養裝置，其特征在于所述的容器(2)為有機玻璃柱。
3.如權利要求2所述的培養裝置，其特征在于所述的有機玻璃柱的高度為35cm，內徑為 14. 6cm，容積為 5. 87L。
4.如權利要求1所述的培養裝置，其特征在于所述出水口(3)和進水口(6)位于容器(2)側壁的中下部。
5.如權利要求2所述的培養裝置，其特征在于所述的有機玻璃柱側壁上分別設置四列，每列三個注氣口(5)。
6.如權利要求1或5所述的培養裝置，其特征在于所述的注氣口(5)上塞有膠塞。
專利摘要本實用新型涉及一種水體沉積物反硝化作用培養裝置，其特征在于，包括有用于盛裝沉積物的容器和用于使水體循環的恒流泵，所述容器的頂端配有起到密封開口用的密封塞，在容器的對稱位置上設有出水口和進水口，分別通過導管連接到恒流泵的兩端；在出水口下方設有一個取樣口，并且在容器上設有不少于一個的注氣口。本實用新型的裝置能保證樣品所處的厭氧環境，在加入乙炔和水樣時能夠使樣品少受污染。操作攜帶方便，適用于現場測定研究；并且采集、培養的是現場無擾動樣品，通過恒流泵令水體循環，使培養裝置中的營養物質均勻分布，向各個方向注射乙炔氣體使得抑制劑充分擴散到沉積物和水樣中，保證檢測結果的準確性。
文檔編號G01N33/18GK202093015SQ201120107588
公開日2011年12月28日 申請日期2011年4月13日 優先權日2011年4月13日
發明者姚泓名, 王曉東, 白潔 申請人:中國海洋大學