Устройство для биологической оценки токсичности воды Советский патент 1988 года по МПК G01N33/18 

Изобретение относится к технике исследования химических свойств веществ, в частности к оценке токсичности воды методом биотестирования, и предназначено для контроля качества вод, например сточных вод промьгш- ленных предприятий.

Цель изобретения - повышение чувствительности и экспрессности оценки токсичности.

На чертеже изобаржена схема уст- ро-йства для биологической оценки токсичности воды., ,

Устройство содержит блок водо- подготов.ки, камеру 2 для размещения, дафний, усилитель 3, полосовой фильтр 4, блок 5 определения среднеквадратичного значения, компаратор 6 блок 7 регистрации, блок 8 -сигнализации, блок 9 управления, промежуточную емкость 10 и насос 11.

Блок 1 водоподготовки состоит из узлов для аэрации койтролируемой воды и стабилизации ее температуры.

Камера 2 для размещения дафний представляет собой проточный сосУД, изготовленный из изоляционного свето пропускаемого материала. Водопроводя щей трубкой 12 камера 2 соединена с блоком 1 водоподготовки. В камере 2 установлены три электрода 13, соединенные с усилителем 3, и решетка 14, препятствующая выносу дафний потоком воды. Камера снабжена пробкой 15 и имеет сливную трубку 16с перелив- ным коленом, которое при помощи патрубка 17 соединено с атмосферой и расположено выше нижнего торца пробки 5.

В камере 2 размещены дафнии 18.

Сливная трубка 16 камеры соедине- .на t промежуточной емкостью 10, имеющей переливную трубку 19. Промежуточная емкость 10 через насос И связана с блоком 1 ВОДОПОДГОТОВ1 И

Устройство снабжено электроуправ- ляемым клапаном 20, установленным на трубопроводе 21 для подвода воды в устройство.

Усилитель 3 выполнен по -схеме моста переменного тока. Три электрода 13, установленные в камере 2, подключены к усилителю таким образом, что два плеча моста образованы водными промежутками между электродами 13 с находящимися ,в них дафниями 18. Частота питания моста переменного тока

0

5

0

5

0

5

0

5

не ниже 3-5 кГц, чтобы не вызывать судорожных движений дафний.

Выход усилителя 3 через полосовой фильтр 4 подключен к.блоку .5 определения среднеквадратичного значения, который представляет собой вычислительное устройство, определяющее среднеквадратичное значение процесса, характеризующего движения дафний.

Выход блока 5 определения среднеквадратичного значения соединен с компаратором 6 и блок-ом 7 регистрации. .

Компаратор 6 вьтолнен в виде схемы сравнения, формирующей сигналы при выходе среднеквадратичного значения за заданные пределы. Компаратор 6 1меет два порога сравнения - нижний и верхний, а т акже входы для подключения внешних датчиков пороговых значений..

Компартор 6 соединен с блоком 8 сигнализации, последний предназначен для формирования сигнала о токсичности контролируемой воды и вьщачи его на внешние устройства..

Блок 8 сигнализации связан с блоком 9 управления, который соединен с электроуправляемым клапаном 20 и насосом 11.

Устройство работает следующим образом.

, . Контролируемая вода по трубопроводу 21 через открытый электроуправляе- мый клапан 20 поступает в блок 1 водоподготовки, где осуществляются аэрация и стабилизация температуры воды. Из блока 1 водоподготовки через в-одопрдврдящую: трубку 12 контролируемая вода поступает в камеру 2 для размещения дафний, из которой слива-. .ется через сливную трубку 16; Переливное колено сливной трубки 16 установлено выше нижнего торца пробки 15, которой закрыта камера 2. Это обеспечивает заполнение водой всего объема камеры. Через сливную трубку 16 контролируемая вода поступает в промежуточную емкость 10, и через перелир- иую трубку 19 сливается в канализацию.

В камеру 2 помещают дафнии 18, количество которых выбирают из расчета примерно 1 дафния на I см воды. . При движении дафний происходит разбаланс моста, два плеча которого образованы водными промежутками между электродами 13.

На выходе усилителя 3 появляется сигнал, представляющий собой случайный процесс, соответствующий движениям всех .дафний, находящихся в ка- мере 2, Этот сигнал проходит через полосово фильтр 4 на вход блока 5 определения снеднеквадратичного значения. Полоса частот, пропускаемых фильтром 4, находится в пределах 1-10 Гц, т.е. он пропускает сигналы, вызванные движениями дафний, и не . пропускает помехи с частотами выше 10 Гц и низкочастотные колебания, вызванные, например, дрейфом усили- телей. ..

Блок 5 определения среднеквадра- тичного значения вычисляет среднеквадратичное значение случайного процесса, соответствующего движениям дафний, например, по формуле.

. I K(t)dt,

где x(t) -. значение случайного процесса, соответствующего движениям дафний; Т - время определения. Величина .Т определяется .спектром исследуемого сигнала и требуемой точностью определения и для определейия среднеквадратичного значения процесса движения дафний может составлять 2-4 мин. Среднеквадратичное значение характеризует суммарную интенсивност случайного процесса, т.е. двигатель- ную активность всех дафний, находящихся в камере с контролируемой водой.

Величина среднеквадратичного значения регистрируется блоком 7 регист рации и сравнивается компаратором 6 верхним и нижним пороговыми значениями.

. V Когда контролируемая вода не токг

сична, двигательная активность дафний находится в определенных пределах. Под действием токсичных веществ дафнии меняют двигательную активност причем в зависимости от вида веществ и их концентраций двигательная активность может как увеличиться, так и уменьшаться. Когда двигательная активность выходит за пределы установленных значений, компаратор формируе сигналы, поступающие в блок 8 сигна- лизации. Величины пороговых значений устанавливаются экспериментально при настройке устройства или при помощи

5

j 0 5

0

5

0

.,

0

внешнего автоматического устройства, в качестве которого может быть использовано, например, такое же устройство для оценки токсичности, в котором через камеру с дафниями пропускают эталонную воду.

Блок 8 сигнализации по сигналам, . поступившим от компаратора, формирует сигнал Токсично, включает световую или звуковую сигнализацию (не показана) и передает сигнал на внешние устройства, например в систему контроля качества воды, а также в блок 9 управления.

После формирования сигнала Токсично по командам блока 9 управле-. ния закрьшается злектроуправляемый клапан 20 и включается насос 11.

Подача контролируемой воды в устройство из трубопровода 21 прекращается, и через камеру 2 начинает циркулировать вода, находящаяся в промежу- точной емкости 10. Устройство переходит в режим измерения двигательной активности дафний при длительном воз - действии той контролируемой воды, Которая поступила в устройство в момент фррмирования сигнала Токсично. Это дает возможность проследить-за дальнейшим изменением двигательной активности дафний и установить, не был ли сформирован сигнал Токсичйо. в результате случайного изменения двигательной активности, например в результате резкого изменения освещенности или других внешних факторов,- что повышает достоверность оценки токсичности. Кроме того, в промажут точной емкости 10 сохраняется проба контролируемой воды, которая впоследствии может быть проанализирована в лаборатории.

Блок 9 управления также вьодает в блок 8 сигнализации команду запрета формирования сигнала Токсично в течение заданного промежутка времени

.после подачи в устройство контролируемой воды, необходимого для адаптации дафний. Это исключает случайное, формирование сигнала Токсично.

Такое выполнение устройства позволяет повысить чувствительность оценки токсичности, а также оперативность получения информации о токсичности воды по сравнению с известным устройством., .

Использование изобретения позво- ляет получить оперативную информацию

о токсичности сточных вод, сбрасы- .ваемых в водные объекты, что дает возможность предупредить залповые выбросы сточных вод, которые наносят наибольший ущерб народному хозяйству а также своевременно принять меры по ликвидации последствий загрязне- ния водных объектов в случае сброса неочищенных сточных вод.

Формула изобретения

1. Устройство для биологической, оценки токсичности воды, содержащее блок водоподготовки, камеру для размещения дафний, решетку, установленную в камере и служащую для предотвращения уноса дафний, систему подвода и отвода воды, усилитель, блоки регистрации и управления и связанные между собой компаратор и блок сигнализации, отличающееся тем, что, с целью повьпиения чувствительности, оно содержит три электро- да, установленные в камере для размещения дафний, последовательно соединенные полосовой фильтр и блок определения среднеквадратичного значения

причем усилитель выполнен в виде моста переменного тока, электроды подключены к входу усилителя, я выход последнего - к полосовому фильтру, при этом выход блока определения среднеквадратичного значения подклю- чен к блоку регистрации и компаратору, а блок сигнализации связан двухсторонней связью с блоком правления.

2.Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что камера для размещения дафний снабжена пробкой, причем переливнор колено сливной трубки камеры расположено выше нижне.го торца пробки.

3,Устройство по п. 1, о т л и - чающееся тем, что оно содержит промежуточную емкость с переливной трубкой, насос и электроуправляе- мый клапан, установленный на трубопроводе для подвода воды, причем промежуточная емкость расположена между сливной трубкой камеры для размещения дафний и входным патрубком насоса, выходной патрубок которого соединен с блоком водоподготовки, а элё.кт- роуправляемый клапан и насос подключены к блоку управления.

Изобретение относится к исследованию химических свойств веществ, в частности к оценке токсичности воды методом биотестирования, и предназначено для контроля качества вод. Цель изобретения - повьппение чувствительности оценки токсичности путем регистрации разбаланса моста переменного тока, вызываемого движением водных организмов. Устройство содержит | блок 1 водоподготовки, камеру 2 для размещения дафний, усилитель 3, полосовой фильтр 4, блок 5 определения среднеквадратичного значения, компаратор 6, блок 7 регистрации, блок 8 сигнализации, блок 9 управления, промежуточную емкость 10 и насос 11. Камера 2 представляет собой проточный сосуд, в котором размещены дафнии, блок 1 водоподготовки содержит узлы. для аэрации контролируемой воды. Усилитель 3 выполнен по схеме моста переменного тока. В камере 2 установлены три электрода 13. Усилитель 3 через полосовой фильтр 4 подключен к блоку 5, последний соединен с компаратором 6 и блоком 7. Электроды 13 подключены к усилителю так, что два плеча моста образованы водными промежутками между электродами. 2 з.п. ф-лы, I ил. с (Л

Составитель Г. Богачева Редактор А. Огар Техред Л.Олийнык

Заказ 3777/47

Тираж 847

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор Л. Патай

Подписное