[发明专利]一种实验室模拟海洋酸化系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种实验室研究用辅助系统，尤其涉及一种模拟海洋酸化的研究系统。

背景技术

CO₂是人类活动产生的最主要的温室气体之一，且人类正在通过化石燃料的燃烧及其他活动持续向大气中输入大量的CO₂。海洋吸收的CO₂对于缓解全球变暖起着重要的作用，但是它破坏了海洋自身碳酸盐的化学平衡，导致海水酸度增加。这种由于海洋吸收了大气中人为CO₂引起的海水酸度增加过程，被称为海洋酸化(Ocean Acidification，OA)。与工业革命前相比，表层海水的pH平均值从工业革命开始时的8.2下降到目前的8.1，据政府间气候变化专门委员会(IPCC)预测，到本世纪末，海水pH值将再降低0.3～0.4个单位，即海水中H⁺浓度将增加约1～1.5倍，到2250年，pH值会再降低0.7个单位。

2003年，海洋酸化(Ocean Acidification)这一术语第一次出现在《Nature》杂志中。大气中CO₂体积分数持续升高，导致海洋吸收CO₂(酸性气体)的量不断增加，海水pH值下降，这种由大气CO₂体积分数升高导致的海水酸度增加的过程被称为海洋酸化。从工业革命以来，海洋大约吸收了三分之一的人为排放的二氧化碳，使表层海水的pH平均值从工业革命开始时的8.2下降到目前的8.1，据政府间气候变化专门委员会(IPCC)预测，到2100年，海水pH平均值将因此下降约0.3～0.4，至7.8或7.9，到那时，海水酸度将比工业革命开始时约大100％～150％。

海洋酸化通过影响海洋生物的生存和发展，进而影响到海洋生态系统的稳定，同时也会对人类的海洋经济产生影响。鉴于海洋酸化对海洋环境造成如此大的危害及目前国内外对于海洋酸化研究还相对有限，因此现在需要一种能够对海洋酸化进行研究的实验方法或实验装置。目前，国内外获得实验室模拟海水酸化实验的方法主要有pH实时监控和二氧化碳(CO₂)分压调节法。其中pH实时监控通过特定程序将计算机、pH监控装置和CO₂解压阀连接，以实现实验海水pH值的自动化调节，这种方法虽然具有全自动化、节省人力、操作方便等优点，但pH实时监控体系的建立需要设计专门的程序，同时实验设备复杂，因此其费用相对较高。而CO₂分压调节的方法主要有两种，一种是将纯CO₂直接通入培养海水中，当达到要求的pH之后进行封闭培养，该方法有操作简单、方便、快捷等优点，但是无法保证实验过程pH值的稳定性。而另一种是将纯CO₂气体和空气按一定比例混合后，连续通入培养海水以实现酸化条件，该方法有可维持体系pH值不变，操作简单的优点，但是需要预先制备不同CO₂浓度的气体，且在通气过程中需要对海水进行不断的搅拌，这样会对所培养生物的生长、发育造成人为的机械损伤。因此现在需要一种能够解决上述问题的新型实验室模拟海水酸化装置或系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种结构简单、躁音小和运行稳定的实验室模拟海洋酸化系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该实验室模拟海洋酸化系统，其特征在于：包括实验培养箱系统，CO₂供气系统，供水系统，水净化系统和水体加热装置，所述实验培养箱系统包括有至少一个养殖槽，所述供水系统包括有储水箱、抽水泵和供水管线，所述水体加热装置包括设置在所述储水箱内的加热棒以及设置在每个养殖槽内的温度计，而所述CO₂供气系统包括用于存储CO₂的CO₂气瓶、对CO₂浓度进行自动调节的CO₂加富器、供气管线以及设置在每个养殖槽内的环形纳米曝气管，所述CO₂加富器能实现对每个养殖槽持续均匀地泵入特定浓度的CO₂气体以达到酸化水体的目的，而所述的水净化系统设置在所述实验培养箱系统和供水系统中间，以使得所述储水箱中的水由抽水泵经由供水系统的进水管输送到每个养殖槽内，再经所述水净化系统处理后回流入所述储水箱中，以实现净化水体的目的。