Пристрій для біологічної оцінки токсичності води

Изобретение относится к исследованию химических свойств веществ, в частности к оценке токсичности воды методом биотестирования, и предназначено для контроля качества вод. Цель изобретения - повышение чувствительности оценки токсичности путем регистрации разбаланса моста переменного тока, вызываемого движением водных организмов. Устройство содержит • бггок 1 водоподготовкн, 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 узлыДЛИ 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, 1 ил. • і? Iі ~ 1413525 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 промышленных предприятий. Цель изобретения - повышение чувствительности и экспрессности оценки 10 токсичности. На чертеже иэобаржена схема устройства для биологической оценки ТОКСИЧНОСТИ ВОДЫ. Устройство содержит блок 1 водо- 15 подготовки, камеру 2 для размещения дафний, усилитель 3, полосовой фильтр 4, блок 5 определения среднеквадратичного значения, компаратор 6, блок 7 регистрации, блок 8 сигнали- 20 зации, блок 9 управления, промежуточную емкость 10 и насос 11. Блок 1 водоподготовки состоит из узлов для аэрации контролируемой воды и стабилизации ее температуры. 25 Камера 2 для размещения дафний представляет собой проточный сосуд,изготовленный из изоляционного светопропускаемого материала. Водопроводяшей трубкой 12 камера 2 соединена с 30 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 16 с перелив•ным коленом, которое при помощи патрубка 17 соединено с атмосферой и расположено выше нижнего торца пробки 15. 4 0 В камере 2 размещены дафнии 18. Сливная трубка 16 камеры соединена с промежуточной емкостью 10, имеющей переливную трубку 19. Промежуточная емкость 10 через насос 11 свяэа- ,с на с блоком 1 водоподготовки. Устройство снабжено электроуправлнемым клапаном 20, установленным на трубопроводе 21 для подвода воды в устройство. • л Усилитель 3 выполнен по схеме моста переменного тока. Три электрода 13, установленные в камере 2, подключены к усилителю таким образом, что ее два плеча моста образованы водными промежутками между электродами 13 с находящимися ,в них дафниями 18. Частота питания моста переменного тока не ниже 3-5 кГц, чтобы не вызывать судорожных движений дафний. Выход усилителя 3 через полосовой фильтр 4 подключен к блоку . опреде5 ления 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 блоком 7 регистрации. Компаратор 6 выполнен в виде схемы сравнения, формирующей сигналы при выходе среднеквадратичного значения за заданные пределы. Компаратор 6 имеет два порога сравнения - нижний • и верхний, а Гакже входы для подключения внешних датчиков пороговых значений. Компартор 6 соединен с блоком 8 сигнализации, последний предназначен для формирования сигнала о токсичности контролируемой воды и выдачи его на внешние устройства. Блок- 8 сигнализации связан с блоком 9 управления, который соединен с электроупрзвляемым клапаном 20 и насосом 11. Устройство работает следующим образом. Контролируемая вода по трубопроводу 21 через открытый электроуправляемый клапан 20 поступает в блок 1 водоподготовки, где осуществляются аэрация и стабилизация температуры воды. Из блока I водоподготовки через в-одоподводящую трубку 12 контролируемая вода поступает в камеру 2 для размещения дафний, из которой сливается через сливную трубку 16. Переливное колено елквной 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 переливную трубку 19 сливается в канализацию, В камеру 2 помещают дафнии 18, количество которых выбирают из расчета примерно 1 дафния на I см3 воды. При движении дафний происходит" разбаланс моста, два плеча которого образованы водными промежутками между электродами 13. 1413525 На выходе усилителя 3 появляется сигнал, представляющий собой случайный процесс, соответствующий движениям всех дафний, находящихся в ка- с мере 2. Этот сигнал проходит через полосовой фильтр 4 на вход блока 5 определения снеднєквадратичного значения. Полоса частот, пропускаемых фильтром 4, находится в пределах 10 1-10 Гц, т.е. он пропускает сигналы, вызванные движениями дафний, и не пропускает помехи с частотами выше 10 Гц и низкочастотные колебания, вызввнные, например, дрейфом усили- Ї5 телей. 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 "Гоксично" по командам блока 9 управлеБлок 5 определения среднеквадрания закрывается электроуправпяемый тичного значения В Ы Ч И С Л Я Р Т среднеклапан 20 и включается насос 11. квадратичное значение случайного Подача контролируемой воды в устпроцесса, соответствующего движениям 20 ройство из трубопровода 21 прекращадафний, например, по формуле ется, и через камеру 2 начинает цирку1 X*(L)dt, лировать вода, находящаяся в промежуЧ1 'точной емкости 10. Устройство перехо'где x(t) - значение случайного про25 дит в режим измерения двигательной цесса, соответствующего активности дафний при длительном воздвижениям дафний; действии той контролируемой воды, Т - время определения. которая поступила в устройство в моВеличина Т определяется спектром мент формирования сигнала "Токсично". . исследуемого сигнала и требуемой точЭто дает возможность проследить за ностью определения и для определения 30 дальнейшим изменением двигательной среднеквадратичного значения процесактивности дафний и установить, не са движения дафний может составлять был ли сформирован сигнал "Токсично" 2-4 мин. Среднеквадратичное значение в результате случайного изменения характеризует суммарную интенсивность двигательной активности, например в случайного процесса, т.е. двигатель- 35 результате резкого изменения освеную активность всех дафний, находященности или других внешних факторов, щихся в камере с контролируемой вочто повышает достоверность оценки дой. токсичности. Кроме того, в промежуВеличинач среднеквадратичного знаточной емкости 10 сохраняется проба чения регистрируется блоком 7 регист- 40 контролируемой воды, которая впоследрации и сравнивается компаратором 6 с ствии может быть проанализирована в верхним и нижним пороговыми значелаборатории. ниями. Блок 9 управления также выдает в блок 8 сигнализации команду запрета Когда контролируемая вода не токе 45 формирования сигнала "Токсично" в тесична, двигательная активность дафчение заданного промежутка времени ний находится в определенных предепосле подачи в устройство контролилах. Под действием токсичных веществ руемой воды, необходимого для адапдафнии меняют двигательную активность, тации дафний. Это исключает случайпричем в зависимости от вида веществ 50 ное формирование сигнала "Токсично". и их концентраций двигательная активТакое выполнение устройства поность может как увеличиться, так и зволяет повысить чувствительность уменьшаться. Когда двигательная акоценки токсичности, а также оперативтивность выходит за пределы установность получения информации о токсичленных значений, компаратор формирует 5 5 ности воды по сравнению с известным сигналы, поступающие в блок 8 сигнаустройством. лизации. Величины пороговых значений устанавливаются экспериментально при Использование изобретения позвонастройке устройства или при помощи л я е т получить оперативную информацию 1413525 о токсичности сточных вод, сбрасываемых в водные объекты, что дает возможность предупредить залповые выбросы сточных вод, которые наносят < наибольших! ущерб народному хозяйству, а также своевременно принять меры по ликвидации последствий загрязнения водных объектов в случае сброса неочищенных сточных вод. Ю Ф о рм у л а и з о б р е т е н и я причем усилитель выполнен в виде моста переменного тока, электроды подключены к входу усилителя, я выход последнего - к полосовому фильтру, при этом выход блока опредепения' среднеквадратичного значения подключен к блоку регистрации и компаратору, а блок сигнализации связан двухсторонней связью с блоком £ правления. 2. Устройство по п. ^ о т л и ч а ю щ е е с я тем, что камера для размещения дафний снабжена пробкой, причем переливное колено сливной трубки камеры расположено выше нижнего торца пробки. I. Устройство для биологической, оценки токсичности воды, содержащее 15 блок водоподготовки, камеру для размещения дафнии, решетку, установлен3. Устройство по п. ^ о т л и ную в камере и служащую для предотч а ю щ е е с я тем, что оно содервращения уноса дафний, систему поджит промежуточную емкость с переливвода и отвода воды, усилитель, блоки 20 ной трубкой, насос и электроуправляерегистрации и управления и связанные мый клапан, установленный на трубомежду собой компаратор и блок сигнапроводе для подвода воды, причем пролизации, о т л и ч а ю щ е е с я межуточная емкость расположена между тем, что, с целью пов'ьпиения чувствисливной трубкой камеры для размещетельности, оно содержит три электро- 25 ния дафний и входным патрубком насода, установленные в камере для размеса, выходной патрубок которого соедищения дафний, последовательно соеди•нен с блоком водоподготовки, а электненные полосовой фильтр и блок опрероуправляемый клапан и насос подклюделения среднеквадратичного значения, чены к блоку управления. Редактор А. Огар Составитель Г. Богачева Техред Л.Олнйнык Корректор Л. Патай Заказ 3777/47 Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,