[发明专利]一种原位被动监测养殖水体中抗生素含量的方法

说明书

本发明公开了一种原位被动监测养殖水体中抗生素含量的方法，采用XDA‑1树脂作为吸附膜材料、以琼脂糖凝胶作为扩散膜材料，将制得的吸附膜、扩散膜和聚醚砜圆状过滤膜组装成DGT装置，通过该装置实现对养殖水体中抗生素的吸附并监测其浓度。XDA‑1树脂材料结构稳定、孔隙度高、比表面积大、吸附容量大，对养殖水体中抗生素吸附效果佳，所需时间短，监测结果准确，弥补了瞬时主动采样法浓度监测的不连续性以及误差较大的不足，适用于现场实际环境温度为15‑25℃的养殖水体低浓度抗生素监测，且可大范围推广，解决了养殖水体中抗生素浓度传统监测方法中耗时长、流程复杂和成本高等难题。

技术领域

本发明属于养殖水体监测技术领域，具体涉及一种原位被动监测养殖水体中抗生素含量的方法。

背景技术

抗生素用于养殖水体时，仅有小部分能被水生生物吸收利用，剩余的大量抗生素以原形或代谢物的形式残留在养殖环境中或随着养殖废水的排放进入自然水体环境中，长期存在的抗生素残留会诱导微生物和细菌产生耐药性，会给水生动植物甚至人体健康带来威胁。目前，传统的抗生素监测方式大多是主动采集瞬时水样经固相萃取后上机测定，该方法主动采样，样品浓度具有瞬时性，测定结果无法反应养殖水体中的抗生素实际浓度的变化，且测定过程费时费力，测定结果不连续，重复性较差。

薄膜扩散梯度技术(DGT)根据菲克第一扩散定律，将DGT装置置于养殖水体中，通过对抗生素在特定时间内穿过特定厚度扩散膜的某一离子进行定量化测量及其缓冲动力学过程的研究、计算而获得某一离子的浓度值。目前DGT应用于河流、海水和污水厂中抗生素的监测，DGT应用于实际环境的中扩散系数D表示单位时间内环境中抗生素通过DGT扩散膜的通量，而养殖水体中扩散系数D尚未被表征。

目前DGT监测抗生素的技术主要有两种：(1)一种是以XDA-18树脂作为吸附膜材料，但存在吸附容量小等缺陷；(2)另一种方法是利用PCM(从MOF多孔碳中提取出的材料)为材料制成的吸附膜。该吸附膜虽吸附容量大，但是吸附速率较慢，用于野外实际监测时间较长，需放置7天左右。

因而，提出新的可以克服上述缺点的养殖水体中抗生素的采样和监测技术极其重要，同时表征DGT应用于养殖水体中扩散系数也可用于实际养殖水体中抗生素浓度的计算，具有重要意义。

发明内容

为克服现有技术的上述缺陷，本发明公开了一种原位被动监测养殖水体中抗生素含量的方法，采用XDA-1树脂作为吸附膜材料，以琼脂糖凝胶作为扩散膜材料，将制得的吸附膜、扩散膜和聚醚砜圆状过滤膜组装成DGT装置，通过其对养殖水体中抗生素的吸附实现监测抗生素浓度的功能。其中，XDA-1树脂材料结构稳定、孔隙度高、比表面积大、吸附容量大，对养殖水体中抗生素吸附效果佳，所需时间短，监测结果准确，弥补了瞬时主动采样法浓度监测的不连续性以及误差较大的不足，适用于现场实际环境温度为15-25℃的养殖水体中低浓度抗生素的检测，解决了养殖水体中抗生素浓度传统监测方法中耗时长、流程复杂和成本高等难题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

本发明的第一方面，用于原位被动监测养殖水体中抗生素含量的DGT装置，包括：位于两侧的DGT外壳和依次为吸附膜、扩散膜和过滤膜的复合模夹层，且所述吸附膜、扩散膜和过滤膜为圆片状且内径相同，其厚度比为0.28:1.6:1；其中：

所述过滤膜为聚醚砜圆状滤膜；

所述扩散膜通过以下制备方法得到：将琼脂糖和超纯水按比例混合后以40℃/min的速度加热升温至400℃，恒温保持至溶液透明，得到浓度为1.5％的热琼脂糖溶液，迅速将其灌注入玻璃模具中，冷却至室温后切成若干圆片，并存放于盛有超纯水的培养皿中于4℃保存；