[发明专利]一种原位同步获取水体、土壤或沉积物中活性磷和溶解氧二维分布的方法

权利要求书

1.一种原位同步获取水体、土壤或沉积物中活性磷SRP和溶解氧DO二维分布的方法，其特征在于，将DGT-PO复合膜组装成DGT装置后置入基质中，所述的DGT-PO复合膜包括透明支撑体，荧光传感层和DGT固定层，所述的荧光传感层是将荧光染料八乙基卟啉铂和荧光黄10-GN均匀混合，通过化学包埋将两种荧光染料固定在透明支撑体表面形成，所述的DGT固定层采用亚微米ZrO颗粒为固定剂，聚氨酯水凝胶为基质，通过涂膜法在荧光传感层上制得DGT固定层；首先采用荧光图像获取技术，实时获得389nm激发条件下所述DGT-PO复合膜的荧光图像，经过图像软件处理后，获得DO的二维分布信息；然后，待DGT固定层充分提取基质中活性磷至平衡，取出DGT-PO复合膜后进行酸洗、膜加热预处理，预处理后的DGT-PO复合膜加入磷显色剂采用钼蓝比色法进行膜显色，直接在DGT固定层表面着色，通过电脑成像密度计量技术计算后获得沉积物SRP的二维分布信息。

2.根据权利要求1所述的原位同步获取水体、土壤或沉积物中活性磷SRP和溶解氧DO二维分布的方法，其特征在于，获得DO的二维分布信息的方法包括如下步骤：

(1)采用氮气和空气配制一组不同饱和溶解氧浓度的溶解氧校正液，将所述的DGT-PO复合膜置于缓冲液中，采用389nm的UV光源激发，并获取不同饱和溶解氧浓度条件下该DGT-PO复合膜中荧光传感层的荧光图像；

(2)对步骤(1)中获得荧光图像，采用图像处理软件将所得图像进行R-G-B三通道拆分，得到两种染料PtOEP和荧光黄10-GN分别对应的红色和蓝色通道的两种荧光强度图像，计算两个通道荧光强度比值R，并将其与对应DO值进行曲线拟合，得到所述的DGT-PO复合膜的PO层对DO值响应曲线，DGT-PO复合膜的PO层荧光释放特征根据Stern-Volmer修订方程描述：

式中R₀,R为绝对厌氧条件、不同DO值对应荧光图像中红色通道和绿色通道荧光强度比值，α为该膜中未发生猝灭反应的染料所占比例，K_sv为该DGT-PO复合膜对DO的荧光猝灭常数，C为基质中DO的浓度；

(3)DO测试：将插入基质中的所述DGT-PO复合膜清洗后，按照与步骤(1)相同的方法获取荧光图像，再按照与步骤(2)相同的方法，由荧光图像上各点的荧光强度比值R根据DO值响应曲线计算得到各点对应的DO值。

3.根据权利要求1所述的原位同步获取水体、土壤或沉积物中活性磷SRP和溶解氧DO二维分布的方法，其特征在于，获得SRP的二维分布信息的方法包括如下步骤：

(1)将所述的DGT-PO复合膜装入DGT装置中，然后配置一组不同已知浓度的含磷标准溶液，将包含所述的DGT-PO复合膜的DGT装置放入含磷标准溶液中至吸附平衡，每个浓度至少包括两个平行样品；取出DGT装置中的DGT-PO复合膜，一个平行样品用NaOH提取后，用磷钼蓝比色法测定DGT固定层吸附磷含量；

(2)另一个平行样品冲洗干净后，然后进行酸洗、膜加热预处理，将预处理后的膜片放入钼锑抗显色液中进行显色，用扫描仪扫描DGT固定层表面，通过图像处理软件将所获得的图像转化成灰度值分布图像，将同一含磷标准溶液中DGT-PO复合膜的灰度值与吸附磷含量拟合成校正曲线或回归方程；

(3)将插入基质中提取活性磷至平衡后的所述DGT-PO复合膜清洗后，按照与步骤(2)相同的方法获取灰度值分布图像，根据所得到的校正曲线或回归方程得到DGT固定层吸附磷含量；

(4)根据Fick第一定律计算出所述的DGT-PO复合膜上SRP的二维分布。

4.根据权利要求1、2或3所述的原位同步获取水体、土壤或沉积物中活性磷SRP和溶解氧DO二维分布的方法，其特征在于，所述的DGT-PO复合膜采用以下方法制备，首先选用八乙基卟啉铂和荧光黄染料10-GN按照比例充分混合均匀后，通过化学包埋法将混合液均匀的固定在透明支撑体上，常温干燥后形成复合膜的荧光传感层；然后通过DGT固定膜制备工艺，采用聚氨酯水凝胶和亚微米ZrO颗粒制成浆液，在荧光传感层上直接涂膜形成DGT固定层，制得所述的DGT-PO复合膜。