【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境监测，具体涉及一种基于环境dna技术监测底栖生物的装置。
技术介绍
1、底栖生物(benthos)是指栖息于海洋或内陆水域底内或底表的生物，是水生生物中的一个重要生态类型，包括底栖动物和底栖植物。其特点是居住在泥底，与水底有密切的联系，其生存发展受栖所的深浅度、海域的纬度、距岸远近、受水文条件影响的程度、水底沉积物的理化性质、栖所的营养条件及共同栖息的生物群落中的成员组成有一定关系。底栖生物在生态系统中是物质循环和能量流动的积极参与者，并且通过生物沉降和生物扰动对水层-底栖耦合以及生物地球化学循环过程的贡献十分显著。同时对水环境污染等反应敏感，通常用作水体污染的指示生物，并被称为“水下哨兵”。底栖动物作为指示生物能综合反映生态状况，可体现环境在较长时间内的变化情况，借助对底栖动物的研究可了解水体环境的真实情况，能较好地反映自然状况下的生物群落组织结构，能够为河流湖泊环境监测与治理提供参考，因此开展针对其底栖生物的物种监测指标在水生态检测能力及生态补偿领域应用的探索应用研究是目前生态环境监测领域的一大热点方向。
2、目前基于现行标准和技术规范，对底栖生物的监测较多依赖直接采样，如图8所示，直接采样主要借助专业的采样设备，如采泥器、踢网、d形网、索伯网、人工基质篮式采样器和十字采样器等器械实施，在采样过程中需要由采样人员人工进行点位选择，采样后由鉴定人员进行形态学鉴定。依赖直接采样的传统监测方法在实施中存在诸多局限性：(1)采样要求高，监测效率低，一次采样难以全面准确的采集到合格的样品，造成样本代表性差
3、环境dna是从生物生活环境中直接提取到的不同物种dna的综合，包含动植物脱落的细胞或游离的dna，通过高通量测序技术获采样品中生物物种组成，能够快速、准确、大规模地得到生物群落结构组成和多样性信息，极大拓展了生物多样性调查方法，现已被广泛应用于水生态环境的生物多样性检测中。相对于传统的野外调查监测方法。基于此，环境dna技术已成为高灵敏度、高准确度、高效率、代表性更好和标准化的新一代生物多样性监测方法。环境dna提取、pcr扩增、测序、生物信息学分析等操作的综合技术体系的操作流程也易于规范标准化。目前行业中也存在通过间歇性富集环境中上中下环境水样富集，通过环境dna技术进行水生态监测，但受底栖生物生存环境影响，针对底栖生物的监测效果并不理想且实施较为复杂，也难以长时间连续监测，基于环境dna技术针对底栖生物实现原位在线自动监测方法和载体设备还处于行业空白。本专利技术的目的即在于提出一种基于环境dna技术监测底栖生物的新技术。
技术实现思路
1、为克服现有技术的不足，本专利技术提出一种基于环境dna技术监测底栖生物的装置，通过负压促进底泥中的水主动渗透并富集，操作简单、实施方便、富集效果稳定、可靠性好，操作流程和质控易于规范标准化。
2、为实现上述目的，本专利技术的一种基于环境dna技术监测底栖生物的装置，包括采集单元和富集单元，采集单元与富集单元之间通过连接管连接，采集单元能够插入底泥中通过渗透获取渗透液并收集储存，富集单元通过管道抽取采集单元中的渗透液并进行环境dna的富集，富集单元上还连接控制单元，控制单元控制装置的运行参数。
3、进一步地，采集单元包括柱状筒体结构的固定罩和滑动罩，滑动罩套设在固定罩外，滑动罩能够相对于固定罩在其轴向上滑动，固定罩包括密封段和渗透段，渗透段的长度与滑动罩的长度相同，渗透段远离密封段的一端设有下锥头，渗透段的侧壁上开设有若干均匀分布的渗水槽，渗透段内设有滤芯，滤芯远离下锥头的一端设有卡在渗透段内壁的内衬。
4、进一步地，滑动罩远离下锥头的一端套有上法兰，固定罩穿过上法兰，上法兰背离滑动罩的一侧设有若干导杆，导杆平行于滑动罩的轴向延伸，导杆远离上法兰的一端设有环状的连接板，密封段远离渗透段的一端设有端板，端板外侧设有若干齿状的凸出部，凸出部的外径大于连接板的内径，凸出部的外径大于上法兰的内径，导杆位于相邻凸出部之间的凹槽中，连接板朝向端板的一面设有与凸出部形状适配的凸块。
5、进一步地，滑动罩接近下锥头的一端套有下法兰，固定罩穿过下法兰，下法兰内设有下密封圈，上法兰内设有上密封圈。
6、进一步地，端板上设有用于连接连接管的接头，接头位于固定罩内的一端连接有内吸管，滤芯的轴线上开设有渗透液收集腔，内吸管在固定罩内延伸至渗透液收集腔底部。
7、进一步地，端板上设有单向阀，单向阀的方向为由固定罩内部向外，端板顶部设有吊耳。
8、进一步地，富集单元包括箱体，箱体外壳设有入水口，连接管连接在入水口的外部端上，箱体内设有入水管，入水管连接在入水口的内部端，箱体外壳设有出水口，箱体内设有出水管，出水管连接在出水口的内部端，箱体内设有若干富集器，富集器的进水口通过管道连接在入水管上，富集器的排水口通过管道连接在出水管上，箱体内设有温控组件，温控组件与控制单元电连接。
9、进一步地，入水管上沿远离入水口的方向依次设有第一电磁阀、流量计，富集器与入水管之间的管道上设有上电磁阀，出水管上设有泵，富集器与出水管之间的管道上设有下电磁阀。
10、进一步地，入水管上位于第一电磁阀和流量计之间通过管道连接有第二电磁阀，第二电磁阀上连接有进气管，入水管与出水管之间连接有直通管，直通管上设有第三电磁阀。
11、本专利技术还提出一种基于环境dna技术监测底栖生物的装置的方法，包括以下步骤：
12、s1：选择采样点位，将采集单元通过绳索和吊耳下放至采样点底泥内，通过连接管将采集单元和富集单元连接成密闭管路；
13、s2：设定采样参数、采样周期；
14、s3：采样，并记录采样参数；
15、s4：对获得的样品进行连续的样品环境总dna提取、扩增、测序、数据分析，以实现点位的底栖生物监测。
16、本专利技术的一种基于环境dna技术监测底栖生物的装置具有以下优点：
17、1、通过程序智能控制和合理的工艺，自动运行实现采样，自动化程度高，效果稳定。
18、2、可通过水面上放置采集单元至水底，释放后自行沉底，并根据底泥的深度自适应调节渗透面的高度，实现底泥渗透液高负压主动采集，并且可以避免上层水体的干扰，能够定时定量进行多个样品富集和保存，实施本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于环境DNA技术监测底栖生物的装置，其特征在于，包括采集单元(1)和富集单元(2)，所述采集单元(1)与富集单元(2)之间通过连接管(4)连接，所述采集单元(1)能够插入底泥中通过渗透获取渗透液并收集储存，所述富集单元(2)通过管道抽取采集单元(1)中的渗透液并进行环境DNA的富集，所述富集单元(2)上还连接控制单元(3)，所述控制单元(3)控制装置的运行参数。
2.根据权利要求1所述的一种基于环境DNA技术监测底栖生物的装置，其特征在于，所述采集单元(1)包括柱状筒体结构的固定罩(11)和滑动罩(12)，所述滑动罩(12)套设在固定罩(11)外，所述滑动罩(12)能够相对于固定罩(11)在其轴向上滑动，所述固定罩(11)包括密封段(111)和渗透段(112)，所述渗透段(112)的长度与滑动罩(12)的长度相同，所述渗透段(112)远离密封段(111)的一端设有下锥头(115)，所述渗透段(112)的侧壁上开设有若干均匀分布的渗水槽(113)，所述渗透段(112)内设有滤芯(114)，所述滤芯(114)远离下锥头(115)的一端设有卡在渗透段(112)内壁
3.根据权利要求2所述的一种基于环境DNA技术监测底栖生物的装置，其特征在于，所述滑动罩(12)远离下锥头(115)的一端套有上法兰(121)，所述固定罩(11)穿过上法兰(121)，所述上法兰(121)背离滑动罩(12)的一侧设有若干导杆(131)，所述导杆(131)平行于滑动罩(12)的轴向延伸，所述导杆(131)远离上法兰(121)的一端设有环状的连接板(13)，所述密封段(111)远离渗透段(112)的一端设有端板(116)，所述端板(116)外侧设有若干齿状的凸出部(117)，所述凸出部(117)的外径大于连接板(13)的内径，所述凸出部(117)的外径大于上法兰(121)的内径，所述导杆(131)位于相邻凸出部(117)之间的凹槽中，所述连接板(13)朝向端板(116)的一面设有与凸出部(117)形状适配的凸块(132)。
4.根据权利要求3所述的一种基于环境DNA技术监测底栖生物的装置，其特征在于，所述滑动罩(12)接近下锥头(115)的一端套有下法兰(123)，所述固定罩(11)穿过下法兰(123)，所述下法兰(123)内设有下密封圈(124)，所述上法兰(121)内设有上密封圈(122)。
5.根据权利要求4所述的一种基于环境DNA技术监测底栖生物的装置，其特征在于，所述端板(116)上设有用于连接连接管(4)的接头(14)，所述接头(14)位于固定罩(11)内的一端连接有内吸管(15)，所述滤芯(114)的轴线上开设有渗透液收集腔(118)，所述内吸管(15)在固定罩(11)内延伸至渗透液收集腔(118)底部。
6.根据权利要求5所述的一种基于环境DNA技术监测底栖生物的装置，其特征在于，所述端板(116)上设有单向阀(16)，所述单向阀(16)的方向为由固定罩(11)内部向外，所述端板(116)顶部设有吊耳(17)。
7.根据权利要求1所述的一种基于环境DNA技术监测底栖生物的装置，其特征在于，所述富集单元(2)包括箱体(21)，所述箱体(21)外壳设有入水口(211)，所述连接管(4)连接在入水口(211)的外部端上，所述箱体(21)内设有入水管(22)，所述入水管(22)连接在入水口(211)的内部端，所述箱体(21)外壳设有出水口(212)，所述箱体(21)内设有出水管(23)，所述出水管(23)连接在出水口(212)的内部端，所述箱体(21)内设有若干富集器(24)，所述富集器(24)的进水口通过管道连接在入水管(22)上，所述富集器(24)的排水口通过管道连接在出水管(23)上，所述箱体(21)内设有温控组件(31)，所述温控组件(31)与控制单元(3)电连接。
8.根据权利要求7所述的一种基于环境DNA技术监测底栖生物的装置，其特征在于，所述入水管(22)上沿远离入水口(211)的方向依次设有第一电磁阀(221)、流量计(222)，所述富集器(24)与入水管(22)之间的管道上设有上电磁阀(241)，所述出水管(23)上设有泵(231)，所述富集器(24)与出水管(23)之间的管道上设有下电磁阀(242)。
9.根据权利要求8所述的一种基于环境DNA技术监测底栖生物的装置，其特征在于，所述入水管(22)上位于第一电磁阀(221)和流量计(222)之间通过管道连接有第二电磁阀(223)，所述第二电磁阀(223)上连接有进气管(224)，所述入水管(22)与出水管(23)之间连接有直通管(25)，所述直通管(25)...
【技术特征摘要】
1.一种基于环境dna技术监测底栖生物的装置，其特征在于，包括采集单元(1)和富集单元(2)，所述采集单元(1)与富集单元(2)之间通过连接管(4)连接，所述采集单元(1)能够插入底泥中通过渗透获取渗透液并收集储存，所述富集单元(2)通过管道抽取采集单元(1)中的渗透液并进行环境dna的富集，所述富集单元(2)上还连接控制单元(3)，所述控制单元(3)控制装置的运行参数。
2.根据权利要求1所述的一种基于环境dna技术监测底栖生物的装置，其特征在于，所述采集单元(1)包括柱状筒体结构的固定罩(11)和滑动罩(12)，所述滑动罩(12)套设在固定罩(11)外，所述滑动罩(12)能够相对于固定罩(11)在其轴向上滑动，所述固定罩(11)包括密封段(111)和渗透段(112)，所述渗透段(112)的长度与滑动罩(12)的长度相同，所述渗透段(112)远离密封段(111)的一端设有下锥头(115)，所述渗透段(112)的侧壁上开设有若干均匀分布的渗水槽(113)，所述渗透段(112)内设有滤芯(114)，所述滤芯(114)远离下锥头(115)的一端设有卡在渗透段(112)内壁的内衬(119)。
3.根据权利要求2所述的一种基于环境dna技术监测底栖生物的装置，其特征在于，所述滑动罩(12)远离下锥头(115)的一端套有上法兰(121)，所述固定罩(11)穿过上法兰(121)，所述上法兰(121)背离滑动罩(12)的一侧设有若干导杆(131)，所述导杆(131)平行于滑动罩(12)的轴向延伸，所述导杆(131)远离上法兰(121)的一端设有环状的连接板(13)，所述密封段(111)远离渗透段(112)的一端设有端板(116)，所述端板(116)外侧设有若干齿状的凸出部(117)，所述凸出部(117)的外径大于连接板(13)的内径，所述凸出部(117)的外径大于上法兰(121)的内径，所述导杆(131)位于相邻凸出部(117)之间的凹槽中，所述连接板(13)朝向端板(116)的一面设有与凸出部(117)形状适配的凸块(132)。
4.根据权利要求3所述的一种基于环境dna技术监测底栖生物的装置，其特征在于，所述滑动罩(12)接近下锥头(115)的一端套有下法兰(123)，所述固定罩(11)穿过下法兰(123)，所述下法兰(123)内设有下密封圈(124)，所述上法兰(121)内设有上密封圈(122)。
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【专利技术属性】
技术研发人员：付召军，张效伟，杨江华，徐东炯，王志浩，孙晶莹，
申请(专利权)人：南京易基诺环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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