一种封闭水域淡水养殖用水的水质评价方法技术

本发明专利技术公开了一种封闭水域淡水养殖用水的水质评价方法，采用时间分辨荧光技术对封闭水域淡水养殖用水的水质进行评价，包括水样收集，水样的预处理，荧光衰减谱的扫描，水质污染综合评价。本发明专利技术能实现更快速准确、更高灵敏度地评价封闭水域淡水养殖用水，可应用于水质评价。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于快速分析
，具体涉及一种封闭水域淡水养殖用水的水质评价方法。
技术介绍
目前关于水质评价方面的研究较多，且研究方法多元化，对各种功能用水(如饮用水)和自然水域(如水库、湖泊、河流、池塘)水质评价的研究较多，评价手段一般根据水体用途，选择被测水体的溶解氧、pH、浮游植物量、透明度、总氮、浮游动物量、高锰酸钾指数、总磷、汞、水温、生化需氧量、水色、盐度、总硬度等理化指标，通过各指标对水体的功能影响权重进行评价，目前使用范围最广的评价标准为水质综合污染指数评价法。但这类方法测量指标繁多，对水质进行评价时效性差。随着养殖技术的发展，我国淡水养殖模式中采用封闭水域、高密度养殖模式居多，采用该模式进行养殖时，单位水体的投饵量增加，养殖对象的代谢产物与残留饵料往往导致水体富营养化，因此有害病菌与藻类的滋生，引起水体的pH值、氨氮含量、溶氧量等指标剧烈变化，导致养殖对象产生病害与死亡。与饮用水、开放水域相比，水中微生物繁殖、养殖对象代谢产物和饵料残留等因素对养殖对象的影响比重较大，而这类物质大多含有荧光物质，这为采用荧光检测技术分析水质提供了可能。现有常规的荧光分析技术样品预处理复杂，效率较低。近年来，时间分辨荧光分析法由于其高灵敏度、高效快速、含有比稳态荧光数据更多的信息等特点，已经成为生物化学与生物物理领域的主要研究工具，为时间分辨荧光技术的应用奠定了基础。因此，针对淡水养殖用水特点，采用时间分辨荧光分析法，有望成为快速评价水质的一种方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种封闭水域淡水养殖用水的水质评价方法，以实现更快速准确、更高灵敏度地评价封闭水域淡水养殖用水。为了解决以上技术问题，本专利技术采用时间分辨荧光技术对封闭水域淡水养殖用水的水质进行评价，具体方案如下：一种封闭水域淡水养殖用水的水质评价方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，水样收集：在封闭水域淡水养殖水域的N个典型取水点处各取水样500ml，将N个典型水样混合均匀后置于一个玻璃瓶中，得水样粗样；步骤二，水样的预处理：取上述水样粗样50ml置于离心管中，于高速离心机中进行离心操作；离心后取上清液置于一个样品管中，离心沉淀加入10ml蒸馏水摇匀后作为沉淀稀释样置于另一个样品管中，得到由原始水样、上清液、沉淀稀释样组成的3个待测水样，分别置于3个试管中，密封保存并记录水样名称；步骤三，荧光衰减谱的扫描：采用时间分辨荧光光谱仪，采用移液管取样，对所述待测水样进行荧光衰减谱的扫描，获得所述3个待测水样的荧光衰减谱；步骤四，水质污染综合评价：对所述3个待测水样的荧光衰减谱进行拟合计算，得到3个待测水样的荧光寿命；将3个待测水样的荧光寿命代入荧光寿命与水质污染综合指数关系式，计算得该水质的污染综合指数；将计算得到的水质污染综合指数与封闭水域淡水养殖用水的水质评价标准进行对应分析，从而判断该水质的污染程度，实现了对对封闭水域淡水养殖用水的水质分级的快速判别。所述荧光衰减谱的扫描的具体测量过程为：在试验测试前将仪器预热，待其进入稳定状态后再测试，样品室温度保持25℃；试验以二氧化钛为标定物质，设定激发波长为256nm，扫描第1条至第4000条通道，扫描狭缝宽度为8nm，利用单光子计数法获得荧光衰减谱。所述荧光衰减谱的扫描工具为DataStation平台，利用Origin8.5数据处理系统，选择合适的荧光光量子峰值及扫描通道区间，绘制待测水样的荧光衰减谱，选择通道区间为800～2000通道，所述峰值为10000。所述荧光寿命的计算，是通过DAS6软件处理平台对荧光衰减谱作严格的指数拟合，得到各水样的荧光寿命和荧光衰减谱的拟合度。所述水质污染综合评价，是通过对3个水样的荧光寿命与综合污染指数进行偏最小二乘法PLS建模分析，得出3个水样的荧光寿命与水质污染综合指数关系式为：Y＝(0.031438×X1+0.016965×X2+0.018832×X3)×1010+0.010937Y为水质综合污染系数，X1、X2、X3分别代表3个水样的荧光寿命。所述水质污染综合指数的计算过程如下：选取封闭水域淡水养殖用水的水质影响的关键因素，参考《无公害食品淡水养殖用水水质》NY5051-2001和《中华人民共和国国家标准渔业水质标准》GB11607－89，确定pH、溶解氧、五日生化需氧量、氨氮、硫化物、挥发酚共计6项作为综合污染指数评价标准，采用该评价标准分析计算结果，作为利用水质荧光寿命计算综合水质污染系数的建模依据，得综合污染指数P；计算公式如下：P=1nΣi=1nPi]]>Pi＝Ci/SiP为综合污染指数；Pi为污染物i的污染指数；n为污染物种类；Ci为污染物i的实测浓度平均值，单位为mg/L或个/L；Si为污染物i的评价标准值，单位为mg/L或个/L。本专利技术具有有益效果。1.本专利技术通过水产养殖专家问卷调查分析，确定了适用于封闭水域淡水养殖用水综合污染指数评价项目为：pH、溶解氧、五日生化需氧量、氨氮、硫化物、挥发酚共计6项作为综合污染指数评价标准。2.本专利技术采用单光子计数法记录检测水样的荧光光量子数目，确定水样的荧光寿命，通过对原始水样、上清液、沉淀稀释样荧光寿命与综合污染指数进行偏最小二乘法(PLS)建模分析，建立了适用于封闭水域淡水养殖用水水质的水样荧光寿命与水质综合污染指数的关系式，提供了一种封闭水域淡水养殖用水的水质的快速评价方法。附图说明图1：典型水样取水点示意图；图2：荧光衰减谱的示意图；图3：原始水样的荧光衰减谱；图4：水样上清液的荧光衰减谱；图5：水样沉淀稀释样的荧光衰减谱。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步详细说明。本实施例中对一封闭水域淡水养殖用水(N＝5)的水质评价方法通过以下步骤实现：步骤一，水样收集：在一封闭水域淡水养殖水域中选取5个典型取水点各取水样500ml，将5个典型水样混合均匀后置于一个玻璃瓶中，得水样粗样；步骤二，水样的预处理：取水样粗样50ml于离心管中，于高速离心机中进行离心，离心机的转速为5000r/min，离心后将上清液置于一个样品管，离心沉淀中加入10mL蒸馏水摇匀后置于另一个样品管，由原始水样、上清液、沉淀稀释样组成3个待测水样，密封保存并记录水样名称；步骤三，荧光衰减谱的扫描：采用HORIBAScientific公司的时间分辨荧光光谱仪，脉冲激光作为激发光源并设定激发波长为256nm，扫描狭缝宽度为8nm，选择量程为10mm的石英比色皿，恒温系统调至25℃恒温，用移液管吸取水样，取样体积为所用比色皿容积的2/3，分别测量原始水样、上清液、沉淀稀释样的荧光衰减谱；步骤四，水质污染综合评价：对所述原始水样、上清液、沉淀稀释样的荧光衰减谱进行指数拟合，得到各自的荧光寿命，将各个荧光寿命代入荧光寿命与水质污染综合指数关系式中进行计算，得到该水质的污染综合指数，将该污染综合指数与封闭水域淡水养殖用水的水质评价标准对应分析，判断该水质的污染程度。水质污染综合评价：封闭水域中，水中含有的重金属、农药等参数相对稳定，pH、溶解氧、五日生化需氧量、氨氮、硫化物、挥发酚等成分往往随饵料投喂、养殖对象排泄物的积累、微生物的生长繁殖等因素发生变化，而水中藻类和细菌等微生物的生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种封闭水域淡水养殖用水的水质评价方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，水样收集：在封闭水域淡水养殖水域的N个典型取水点处各取水样500ml，将N个典型水样混合均匀后置于一个玻璃瓶中，得水样粗样；步骤二，水样的预处理：取上述水样粗样50ml置于离心管中，于高速离心机中进行离心操作；离心后取上清液置于一个样品管中，离心沉淀加入10ml蒸馏水摇匀后作为沉淀稀释样置于另一个样品管中，得到由原始水样、上清液、沉淀稀释样组成的3个待测水样，分别置于3个试管中，密封保存并记录水样名称；步骤三，荧光衰减谱的扫描：采用时间分辨荧光光谱仪，采用移液管取样，对所述待测水样进行荧光衰减谱的扫描，获得所述3个待测水样的荧光衰减谱；步骤四，水质污染综合评价：对所述3个待测水样的荧光衰减谱进行拟合计算，得到3个待测水样的荧光寿命；将3个待测水样的荧光寿命代入荧光寿命与水质污染综合指数关系式，计算得该水质的污染综合指数；将计算得到的水质污染综合指数与封闭水域淡水养殖用水的水质评价标准进行对应分析，从而判断该水质的污染程度，实现了对对封闭水域淡水养殖用水的水质分级的快速判别。

【技术特征摘要】
1.一种封闭水域淡水养殖用水的水质评价方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，水样收集：在封闭水域淡水养殖水域的N个典型取水点处各取水样500ml，将N个典型水样混合均匀后置于一个玻璃瓶中，得水样粗样；步骤二，水样的预处理：取上述水样粗样50ml置于离心管中，于高速离心机中进行离心操作；离心后取上清液置于一个样品管中，离心沉淀加入10ml蒸馏水摇匀后作为沉淀稀释样置于另一个样品管中，得到由原始水样、上清液、沉淀稀释样组成的3个待测水样，分别置于3个试管中，密封保存并记录水样名称；步骤三，荧光衰减谱的扫描：采用时间分辨荧光光谱仪，采用移液管取样，对所述待测水样进行荧光衰减谱的扫描，获得所述3个待测水样的荧光衰减谱；步骤四，水质污染综合评价：对所述3个待测水样的荧光衰减谱进行拟合计算，得到3个待测水样的荧光寿命；将3个待测水样的荧光寿命代入荧光寿命与水质污染综合指数关系式，计算得该水质的污染综合指数；将计算得到的水质污染综合指数与封闭水域淡水养殖用水的水质评价标准进行对应分析，从而判断该水质的污染程度，实现了对对封闭水域淡水养殖用水的水质分级的快速判别。2.根据权利要求1所述的一种封闭水域淡水养殖用水的水质评价方法，其特征在于所述荧光衰减谱的扫描的具体测量过程为：在试验测试前将仪器预热，待其进入稳定状态后再测试，样品室温度保持25℃；试验以二氧化钛为标定物质，设定激发波长为256nm，扫描第1条至第4000条通道，扫描狭缝宽度为8nm，利用单光子计数法获得荧光衰减谱。3.根据权利要求1或2所述的一种封闭水域淡水养殖用水的水质评价方法，其特征在于所述荧光衰减谱的扫描工具为DataStation平台，利用Origin8...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁兴普，陈斌，郭丽，陆道礼，李峰，陈晖，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32