一種原位監(jiān)測地下水微生物群落結構的多孔開孔材料的制備方法
【專利說明】一種原位監(jiān)測地下水微生物群落結構的多孔開孔材料的制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種多孔開孔介質材料，具體涉及一種可原位監(jiān)測地下水微生物群落變化情況的多孔開孔材料的制備方法。
【背景技術】
[0002]據近十幾年地下水水質變化情況的不完全統(tǒng)計分析，初步判斷我國地下水污染的趨勢為:由點狀、條帶狀向面上擴散，由淺層向深層滲透，由城市向周邊蔓延。且存在地下水環(huán)境監(jiān)測體系和預警應急體系不健全、地下水污染健康風險評估等技術體系不完善等問題，難以形成地下水污染防治合力，因此地下水污染監(jiān)測成為迫切需要解決的問題。
[0003]地下水監(jiān)測主要采用地下水監(jiān)測井的方法，定期取樣后，送到實驗室進行檢測，對于檢測項目中的理化指標，通過快速檢測方法可得出準確的結論。但對于微生物指標，通常需要在實驗室預處理(如富集培養(yǎng)等)，達到檢測所需要的生物量，才能進行檢測。但富集培養(yǎng)等預處理方法，具有一定的選擇性，檢測結果往往不能反映地下水中微生物菌群的真實信息。
[0004]地下水環(huán)境中的微生物菌群信息反映了地下水中的真實環(huán)境，可以給我們提供諸多的信息，如通過分析地下水中微生物菌群的結構及多態(tài)性，可以提供地下水中微量或大量的無機污染物、有機污染物的污染情況，也為地下水的原位生物修復、化學或物理修復提供直接的參考，因此進一步探索能快速、準確反映地下水環(huán)境狀況的原位微生物監(jiān)測的材料及其制備方法，具有重大的實際應用意義。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種快速、準確反映地下水環(huán)境狀況的微生物監(jiān)測材料的制備方法，該制備工藝簡單、成本低，且環(huán)境友好。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案為:一種原位監(jiān)測地下水微生物群落結構的多孔開孔材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0007]I)混合漿液的制備:混合漿液由支撐材料、活性材料和溶劑配制而成，各組分所占質量百分比為，支撐材料5?10%，活性材料15?25%，溶劑70?80% ;配置過程中，按配比稱取支撐材料，加入溶劑中，置于恒溫搖床(溫度控制在20?40°C，轉速控制在100?200rpm)中，攪拌過夜至支撐材料完全溶解在溶劑中；然后加入活性材料，置于恒溫搖床(溫度控制在20?40°C，轉速控制在100?200rpm)中，攪拌至漿液混合均勻，得混合漿液；
[0008]2)成型溶劑體系的配制:成型溶劑體系由成型溶劑和水配制而成，各組分所占質量百分比為，成型溶劑I?7 %，水93?99 %，按所述質量百分比將成型溶劑加入水中，完全溶解或混合后，攪拌得成型溶劑體系；
[0009]3)成型:利用滴管將步驟I)配制的混合漿液逐滴滴入步驟2)配制的成型溶劑體系中，得成型材料；
[0010]4)將制得的成型材料依次進行pH值調節(jié)、清洗、熱處理、高壓蒸汽滅菌和干燥處理，得所述多孔開孔材料。
[0011]根據上述方案，所述支撐材料為聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、特氟龍、尼龍或Nomex ο
[0012]根據上述方案，所述活性材料為二氧化硅、氧化鋅、氧化鈣、氧化鋁、活性炭或氧化鐵。
[0013]根據上述方案，所述溶劑為N，N- 二甲基乙酰胺、甲酸、苯酸，間苯二酚或環(huán)己酮。
[0014]根據上述方案，成型溶劑為氯化鈣、氯化鈉、氫氧化鈉、吐溫-80中的一種或幾種。
[0015]根據上述方案，所述步驟3)中以(I?2滴)/4秒的速度，以3?70mm的高度，逐滴滴加混合漿液；所述成型溶劑體系的深度多30cm。
[0016]優(yōu)選的，所述滴管長度為10?15cm，下端直徑開口(滴嘴直徑)為2?3mm。
[0017]優(yōu)選的，所述成型溶劑體系置于長度為30?50cm，直徑為5?8cm的圓柱形玻璃容器中，使成型溶劑體系的深度彡30cm。
[0018]根據上述方案，所述pH值調節(jié)、清洗過程為:調節(jié)pH值至中性，過濾，所得成型材料用純凈水沖洗3?5次，每次lOmin。
[0019]根據上述方案，所述熱處理步驟為:將清洗后的成型材料以5?8wt%的比例放入純凈水中，加熱至80?120°C，保溫20?60min。
[0020]根據上述方案，所述高壓蒸汽滅菌步驟為:將熱處理后所得過濾物放入三角瓶中，在121?125°C的溫度下高壓蒸汽滅菌10?30min。
[0021]根據上述方案，所述干燥處理步驟為在溫度為40?80°C的烘箱中干燥4?8h。
[0022]根據上述方案，制得的多孔材料為活性材料均勻分散在多孔的支撐材料基體中，形狀可為球形、卵圓形、凸透鏡形或棒形等。
[0023]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0024]本發(fā)明涉及的制備方法簡單，成本低，環(huán)境友好；制得的多孔材料為活性材料均勻分散在多孔的支撐材料基體中，孔隙率可達60?70%，有利于微生物在支撐材料基體孔隙中的富集生長，可應用于監(jiān)測地下水微生物群落結構，且使用方便，操作簡單，運行費用低，監(jiān)測結果可靠，檢測效率高。
【附圖說明】
[0025]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明，附圖中:
[0026]圖1為本發(fā)明實施例1制備的原位監(jiān)測地下水微生物群落結構的多孔開孔材料的表面形貌圖。
[0027]圖2為本發(fā)明實施例1制備的原位監(jiān)測地下水微生物群落結構的多孔開孔材料的內部結構圖。
【具體實施方式】
[0028]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0029]實施例1
[0030]一種原位監(jiān)測地下水微生物群落結構的多孔開孔材料，其制備方法包括以下步驟:
[0031]I)取尼龍1.5克，加入95財％甲酸(密度為1.22g/ml)16ml，置于溫度為25°C、轉速為10rpm的恒溫搖床中，過夜至尼龍完全溶解在甲酸溶液中；然后加入粉狀活性炭6克，置于溫度為25°C、轉速為10rpm的恒溫搖床中4h，至混合均勻，得混合漿料；
[0032]2)將20克氯化鈣、0.05克吐溫-80加入980ml純凈水中配制成型溶劑體系(容器用100ml的量筒)；
[0033]3)用長度為15cm、下端(滴嘴)直徑開口為2mm的滴管吸取混合漿液，以I滴/3秒的速度并距成型溶劑體系溶液表面6_的高度，逐滴滴入成型溶劑體系中，得成型材料；
[0034]4)用2wt%的氫氧化鈉溶液調節(jié)量筒中溶液pH至中性，用紗布過濾；將過濾物約10克放入900ml的純凈水中(使用100ml燒杯)，加熱至95°C，保溫50min，再用紗布過濾；將所得第二次過濾物放入200ml純凈水的500ml的三角瓶中，進行高壓蒸汽滅菌(121°C、20min);滅菌完成后，在超凈工作臺中，采用無菌紗布過濾，將所得第三次過濾物放入250ml的三角瓶中，用棉塞封口，放入40°C的烘箱中干燥8小時，即可所述多孔開孔材料。
[0035]將本實施例制得的多孔開孔材料應用于監(jiān)測地下水微生物群落結構，使用時，將多孔開孔材料放入尼龍網桶中，再放入地下水檢測井中，地下水中的污染物會在材料上聚集，地下水中的微生物也在材料的孔徑中富集、生長，40天后取出，即可直接進行微生物群落結構的檢測，其微生物群落結構的豐度及多態(tài)性遠遠高于地下水中浮游微生物群落結構，可真實反映地下水環(huán)境的狀況。
[0036]將上述進行了地下水微