[发明专利]一种用于水环境中有机磷酶水解过程研究的室内模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及应用以研究水环境中酶对有机磷水解影响过程的实验室控制模拟设备，适用于水体、沉积物、颗粒物、污泥等有机磷浓度较高的河流、湖泊、海洋以及污水处理厂等系统，属于环境科学、环境工程及生物学等学科领域。

背景技术

有机磷是水生生物磷元素的重要来源，也是水体富营养化及水污染的重要限制性元素之一。随着水环境领域研究的深入，水体有机磷对水环境的影响成为目前研究工作的重点。现阶段科研工作者的研究表明，以磷酸酯酶为代表进行的酶水解作用是水体中有机磷生物地球化学循环及其生物有效性的关键环节，而水体有机磷的活化分解又会对某些湖泊、河流或者海洋的水质产生直接影响。在这种背景下，如何在实验室条件下对水体、沉积物中有机磷酶水解过程进行精确模拟，就成了科研工作者关注的一个焦点。

目前，在实验室内精确模拟有机磷酶水解过程还存在一定的困难，原因在于，在试验过程中，由于磷酸酯酶等有机磷水解酶非常容易受到温度、光照、微生物、氧气含量等环境因子的影响而迅速失活，从而会使得模拟试验的结果产生巨大的偏差，进而对该领域科学问题的揭示产生了较大的障碍。因此，提高试验过程中磷酸酯酶储存及试验全过程环境条件的可控性，减少人为及环境因子的干扰，对于更好的获得准确可靠的试验数据具有重要意义。而现有技术中却并未发现涉及水体、沉积物有机磷酶水解过程控制的系统装置，如何提供一种可控性高、能够有效减少干扰因子的有机磷酶水解模拟装置，是现有技术急需解决的问题。

发明内容

本发明解决的是现有技术中实验室模拟水环境有机磷酶水解过程中容易受到环境因子的影响，从而导致模拟试验的结果产生巨大偏差的技术问题。进而提供一种可控性高、能够有效减少干扰因子的应用于水环境中有机磷酶水解过程研究的室内模拟装置。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：

一种用于水环境中有机磷酶水解过程研究的室内模拟装置，包括柜体，在所述柜体上设置有柜门，在所述柜体内设置有：

溶酶试剂储备罐，设置在所述柜体的上部；

酶溶液配制容器，设置在所述柜体的上部且位于所述溶酶试剂储备罐的下方，所述酶溶液配制容器通过溶酶试剂抽取管与所述溶酶试剂储备罐连通设置；

试管，位于所述酶溶液配制容器的下方，所述试管通过酶溶液抽取管与所述酶溶液配制容器相连通；

紫外消毒装置，设置在所述柜体内且位于所述柜体的顶部；

上部温度控制装置，用于控制所述柜体上部的温度；

溶酶试剂定量抽取装置，与所述溶酶试剂抽取管连接设置，适宜于控制所述溶酶试剂抽取管抽取的溶酶试剂的量；

酶溶液定量抽取装置，与所述酶溶液抽取管连接设置，适宜于控制所述酶溶液抽取管抽取的酶溶液的量；

pH控制系统，适宜于对所述试管内溶液的pH值进行监测和调节。

在所述柜体内设置有隔板，所述隔板将所述柜体分隔成位于隔板上方的上腔室和位于隔板下方的下腔室；所述柜门由上柜门和下柜门组成；所述上柜门设置在所述上腔室对应的柜体上；所述下柜门设置在所述下腔室对应的柜体上；

所述酶溶液配制容器放置在所述隔板上，位于所述上腔室内；所述试管位于所述下腔室中，所述酶溶液抽取管贯穿所述隔板设置。

还设置有下部温度控制装置，适宜于对所述下腔室的温度进行控制。

所述酶溶液配制容器设置有多个，每个所述酶溶液配制容器均通过一根独立的所述溶酶试剂抽取管与所述溶酶试剂储备罐连通设置，每根所述溶酶试剂抽取管均连接设置有溶酶试剂定量抽取装置。

所述试管设置有多个，每个所述试管均通过多根相互独立的所述酶溶液抽取管与所述酶溶液配制容器中的多个连通设置，每根所述酶溶液抽取管均连接设置有酶溶液定量抽取装置。

每个所述试管用于和多个所述酶溶液配制容器连通的所述多根相互独立的酶溶液抽取管的出液端均延伸至所述试管的内部，在每个所述试管内且位于所述多根相互独立的酶溶液抽取管的出液端下方设置有预混装置；

所述预混装置为两端开口的圆台形筒体，所述圆台形筒体的中轴线倾斜设置，且所述圆台形筒体沿垂直于中轴线方向上的截面面积沿所述中轴线由上向下逐渐减小，所述出液端出来的液体适宜于由所述圆台形筒体上方流至所述圆台形筒体的内壁上。

在每个所述圆台形筒体位于所述出液端下方的内壁面上还设置有多个波浪形引流条，所述多个波浪形引流条沿所述圆台形筒体的圆周方向依次排列设置，每个所述波浪形引流条均沿圆台形筒体的内壁面由上向下延伸设置，相邻两个波浪形引流条之间的最小间距为2-3mm；