一种养殖废水浮萍处理系统中溶解性有机质的测定方法技术方案

本发明专利技术公开了一种养殖废水浮萍处理系统中溶解性有机质的测定方法，该测定方法包括以下步骤：检测养殖废水浮萍处理系统中的重金属浓度，获取养殖废水中的重金属浓度；针对获得的养殖废水中的重金属浓度，查询预设的重金属浓度/荧光组分数据表获取养殖废水浮萍处理系统中溶解性有机质的分子量大小和类型，其中重金属浓度/荧光组分数据表包含重金属浓度、溶解性有机质分子量大小及它们对应的映射关系以及重金属浓度、溶解性有机质类型及它们对应的映射关系。本发明专利技术测定方法具有快速、稳定、可靠、高效等优点，不仅能够鉴别浮萍处理系统中DOM的组分，同时明确DOM各组分与重金属浓度之间的关系，在养殖废水的实际处理中具有很好的应用前景。

A Method for Determining Dissolved Organic Matter in Duckweed Treatment System of Aquaculture Wastewater

The invention discloses a method for determining dissolved organic matter in duckweed treatment system of aquaculture wastewater. The method comprises the following steps: detecting the concentration of heavy metals in duckweed treatment system of aquaculture wastewater to obtain the concentration of heavy metals in aquaculture wastewater; inquiring the preset data table of heavy metals concentration/fluorescent components to obtain the concentration of heavy metals in aquaculture wastewater to obtain aquaculture wastewater. Molecular weight and types of dissolved organic matter in duckweed treatment system, in which the heavy metal concentration/fluorescence component data table includes heavy metal concentration, molecular weight of dissolved organic matter and their corresponding mapping relationship, as well as heavy metal concentration, dissolved organic matter type and their corresponding mapping relationship. The method has the advantages of rapidity, stability, reliability and high efficiency. It can not only identify the components of DOM in duckweed treatment system, but also clarify the relationship between the components of DOM and the concentration of heavy metals. It has a good application prospect in the actual treatment of aquaculture wastewater.

【技术实现步骤摘要】
一种养殖废水浮萍处理系统中溶解性有机质的测定方法
本专利技术属于生物环保
，涉及一种养殖废水浮萍处理系统中溶解性有机质的测定方法。
技术介绍
近年来，铜、锌作为饲料添加剂，广泛施用于畜禽养殖业，由于养殖废水的厌氧消化难于处理铜、锌等重金属，造成沼液中仍含有高浓度铜、锌。铜、锌、氨氮及总磷的复合污染对传统的处理方法，包括微生物处理和植物修复养猪沼液提出了严峻的挑战。作为一种植物修复技术，浮萍系统广泛应用于养猪沼液的处理。浮萍因其具有分布广泛、耐污染、生长速度快、易收获等显著特征，是水体污染的植物修复技术的重要植物类群之一。但由于重金属的存在，浮萍和微生物的生长均会受到影响，因此，浮萍系统的应用受到了极大的限制。为了减轻重金属铜锌对浮萍的压力胁迫作用，浮萍会通过自身的抗氧化系统可以产生多种抗氧化剂。溶解性有机质(DOM)就是其中的一种抗氧化剂，它属于水生植物和根际微生物细胞代谢排泄或自溶产生的异质混合物。这种混合物成分复杂，性质多样，且容易与金属发生络合作用，影响着重金属在水生系统的迁移转化。虽然有很多研究报道了DOM在水处理系统的作用，但浮萍系统释放的DOM的成分和性质未见报道。在特定波长的激发光的照射下，水中的DOM会发出特定波长的发射光，而且不同成分的DOM具有不同的位置峰，因此三维荧光光谱(EEMs)可以用来表征水中DOM的组成。通常使用“寻峰法”对荧光峰进行定性分析。但是由于DOM复杂的成分，相互重叠的荧光峰，单纯的寻峰法无法对进行深入解析，从而增大了荧光基团定性分析的难度。平行因子法作为一种荧光数据处理的算法，与荧光激发-发射矩阵(EEM)光谱相结合，已广泛被用作研究DOM组成的一种有效方法，它可以减少不同化荧光团的合物之间相互重叠的干扰，从而确定DOM中的单个荧光组分。作为新兴的水体污染物分析技术，三维荧光光谱结合平行因子法具有灵敏度高、不破坏样品结构等优点，广泛应用在河流湖泊水体中DOM定性定量分析、检测、溯源等领域。然而，环境因素如重金属等与DOM荧光组分间的相互作用尚不清楚。因而，确定DOM中各荧光组分与环境因素间的定性定量关系，提高对环境因素如重金属等迁移转化的认识是目前急需解决的关键问题之一。因此，寻找一种快速、稳定、可靠、高效的测定养殖废水浮萍处理系统中溶解性有机质的方法，是十分有必要的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种快速、稳定、可靠、高效的养殖废水浮萍处理系统中溶解性有机质的测定方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种养殖废水浮萍处理系统中溶解性有机质的测定方法，包括以下步骤：S1、检测养殖废水浮萍处理系统中的重金属浓度，获取养殖废水中的重金属浓度；S2、针对获得的养殖废水中的重金属浓度，查询预设的重金属浓度/荧光组分数据表获取养殖废水浮萍处理系统中溶解性有机质的分子量大小和类型；所述重金属浓度/荧光组分数据表包含重金属浓度、溶解性有机质分子量大小及它们对应的映射关系以及重金属浓度、溶解性有机质类型及它们对应的映射关系。上述的测定方法，进一步改进的，所述步骤S2中，所述重金属浓度/荧光组分数据表的构建，包括以下步骤：(1)将浮萍栽种在不同重金属浓度的养殖废水中，于浮萍处理系统中进行培养，采集不同培养时间条件下对应的不同重金属浓度的养殖废水水样；(2)对步骤(1)中得到的水样进行三维荧光光谱测定，获取不同水样的荧光光谱数据；(3)对步骤(2)中得到的不同水样的荧光光谱数据进行平行因子分析，获取不同重金属浓度对应的有效荧光组分数据和荧光组分图；(4)对步骤(3)中得到的不同重金属浓度对应的有效荧光组分数据进行主成分分析，建立重金属浓度、溶解性有机质分子量大小及它们对应的映射关系以及重金属浓度、溶解性有机质分子量大小及它们对应的映射关系，得到重金属浓度/荧光组分数据表。上述的测定方法，进一步改进的，所述步骤(1)中：所述浮萍的栽种负荷比为按鲜重计每升养殖废水中栽种浮萍1.6g～3g；所述不同重金属浓度的养殖废水中对应的重金属浓度分别为0mg/L、0.1mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L、2.0mg/L、5.0mg/L；所述养殖废水为养猪沼液；所述养殖废水中COD为100mg/L～200mg/L，氨氮为60mg/L～90mg/L，总磷为10mg/L～15mg/L；所述浮萍为稀脉浮萍；所述培养过程中控制养殖废水的pH值为6.1～6.5；所述水样的采集间隔时间为4h～8h。上述的测定方法，进一步改进的，所述步骤(2)中：测定三维荧光光谱之前还包括以下步骤：将步骤(1)得到的水样经孔径为0.45μm的滤膜进行过滤；将过滤所得的清液稀释至TOC浓度≤10.9mg/L；所述三维荧光光谱的测定参数为：温度为25℃～30℃，激发波长的范围为200～500nm，以10nm的增量进行扫描，发射波长的范围为200nm～600nm，以2nm的增量进行扫描；所述激发波长和发射波长的狭缝宽度均为10nm；所述三维荧光光谱的测定过程中荧光扫描速度12000nm/min，单次扫描时间小于1min。上述的测定方法，进一步改进的，所述步骤(3)中：所述平行因子分析包括散射峰去除、拉曼单位校正、异常值剔除、残差分析、随机赋值分析和模型验证；所述荧光组分图的绘制过程中去除激发波长和发射波长低于250nm的数据；所述荧光组分图通过与已知的荧光组分图进行对比，确定养殖废水浮萍处理系统中溶解性有机质的组成。上述的测定方法，进一步改进的，所述步骤S2中，查询预设重金属浓度/荧光组分数据表中的重金属浓度、溶解性有机质分子量大小及它们对应的映射关系以及重金属浓度、溶解性有机质类型及它们对应的映射关系分别获取养殖废水浮萍处理系统中溶解性有机质的分子量大小和类型。上述的测定方法，进一步改进的，所述重金属浓度、溶解性有机质分子量大小及它们对应的映射关系中，将重金属浓度划分为3个区间，分别为：M1≤0.5mg/L、0.5mg/L＜M2≤1mg/L、1mg/L＜M3；所述重金属浓度区间为M1时，表示养殖废水浮萍处理系统中无溶解性有机质产生；所述重金属浓度区间为M2时，表示养殖废水浮萍处理系统中产生的溶解性有机质以分子量＜10000Da的溶解性有机质为主；所述重金属浓度区间为M3时，表示养殖废水浮萍处理系统中产生的溶解性有机质以分子量≥10000Da的溶解性有机质为主。上述的测定方法，进一步改进的，所述重金属浓度、溶解性有机质类型及它们对应的映射关系中，将重金属浓度划分为2个区间，分别为：C1≤0.1mg/L、0.1mg/L＜C2；所述重金属浓度区间为C1时，表示溶解性有机质类型主要是微生物产物，表明养殖废水浮萍处理系统的营养水平正常，利于植物和微生物的生长；所述重金属浓度区间为C2时，表示溶解性有机质类型主要是酸性物质，表明养殖废水浮萍处理系统的营养水平不正常，不利于植物和微生物的生长。上述的测定方法，进一步改进的，所述微生物产物为微生物代谢产生的腐殖酸和/或还原型辅酶；所述酸性物质为酪氨酸和/或植物代谢产生的腐殖酸。上述的测定方法，进一步改进的，所述重金属为Cu或Zn。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术提供了一种养殖废水浮萍处理系统中溶解性有机质的测定方法，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种养殖废水浮萍处理系统中溶解性有机质的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、检测养殖废水浮萍处理系统中的重金属浓度，获取养殖废水中的重金属浓度；S2、针对获得的养殖废水中的重金属浓度，查询预设的重金属浓度/荧光组分数据表获取养殖废水浮萍处理系统中溶解性有机质的分子量大小和类型；所述重金属浓度/荧光组分数据表包含重金属浓度、溶解性有机质分子量大小及它们对应的映射关系以及重金属浓度、溶解性有机质类型及它们对应的映射关系。

【技术特征摘要】
1.一种养殖废水浮萍处理系统中溶解性有机质的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、检测养殖废水浮萍处理系统中的重金属浓度，获取养殖废水中的重金属浓度；S2、针对获得的养殖废水中的重金属浓度，查询预设的重金属浓度/荧光组分数据表获取养殖废水浮萍处理系统中溶解性有机质的分子量大小和类型；所述重金属浓度/荧光组分数据表包含重金属浓度、溶解性有机质分子量大小及它们对应的映射关系以及重金属浓度、溶解性有机质类型及它们对应的映射关系。2.根据权利要求1所述的测定方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述重金属浓度/荧光组分数据表的构建，包括以下步骤：(1)将浮萍栽种在不同重金属浓度的养殖废水中，于浮萍处理系统中进行培养，采集不同培养时间条件下对应的不同重金属浓度的养殖废水水样；(2)对步骤(1)中得到的水样进行三维荧光光谱测定，获取不同水样的荧光光谱数据；(3)对步骤(2)中得到的不同水样的荧光光谱数据进行平行因子分析，获取不同重金属浓度对应的有效荧光组分数据和荧光组分图；(4)对步骤(3)中得到的不同重金属浓度对应的有效荧光组分数据进行主成分分析，建立重金属浓度、溶解性有机质分子量大小及它们对应的映射关系以及重金属浓度、溶解性有机质分子量大小及它们对应的映射关系，得到重金属浓度/荧光组分数据表。3.根据权利要求2所述的测定方法，其特征在于，所述步骤(1)中：所述浮萍的栽种负荷比为按鲜重计每升养殖废水中栽种浮萍1.6g～3g；所述不同重金属浓度的养殖废水中对应的重金属浓度分别为0mg/L、0.1mg/L、0.5mg/L、1.0mg/L、2.0mg/L、5.0mg/L；所述养殖废水为养猪沼液；所述养殖废水中COD为100mg/L～200mg/L，氨氮为60mg/L～90mg/L，总磷为10mg/L～15mg/L；所述浮萍为稀脉浮萍；所述培养过程中控制养殖废水的pH值为6.1～6.5；所述水样的采集间隔时间为4h～8h。4.根据权利要求2所述的测定方法，其特征在于，所述步骤(2)中：测定三维荧光光谱之前还包括以下步骤：将步骤(1)得到的水样经孔径为0.45μm的滤膜进行过滤；将过滤所得的清液稀释至TOC浓度≤10.9mg/L；所述三维荧光光谱的测定参数为：温度为25℃～30℃，激发波长的范围为200～500nm，以10nm的增量进行扫描，发射波长的范围为...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨春平，周琦，杜诚，滕青，马寅，张建磊，聂丽君，胡浩，钟袁元，
申请(专利权)人：广东石油化工学院，
类型：发明
国别省市：广东,44