本实用新型专利技术涉及一种人工湿地降解水中磺胺类抗生素的实验模拟装置，包括用于盛放含抗生素废水的无盖箱体，所述箱体的底部填充有塘泥沉积物，所述塘泥沉积物内部包裹聚乙烯填料和或在塘泥沉积物的表面覆盖聚乙烯填料，所述箱体内种植有沉水植物，且所述沉水植物被水淹没；所述沉水植物的根系埋在所述塘泥沉积物内，所述沉水植物的茎秆位于水面以下。本实用新型专利技术的实验模拟装置反映了温度可控地模拟以苦草为主的微型人工湿地的条件下，短期内装置对磺胺类抗生素降解的程度，在一定程度上反映湿地降解磺胺类抗生素的真实情况。湿地降解磺胺类抗生素的真实情况。湿地降解磺胺类抗生素的真实情况。
【技术实现步骤摘要】
一种人工湿地降解水中磺胺类抗生素的实验模拟装置
[0001]本技术涉及水污染处理装置
，尤其涉及一种人工湿地降解水中磺胺类抗生素的实验模拟装置。
技术介绍
[0002]磺胺类抗生素(Sulfonamides，SAs)是一类常用的具有对氨基苯磺酰胺结构的人工合成药物，改变其取代基可改变抗生素的种类。目前，磺胺类药物已有几十年的临床实践，在多个行业(医药业、畜牧养、殖业等)被使用。大部分抗生素通常会在吸附、水解和光解等非生物作用以及吸收、植物修复等生物作用下降解抗生素，但抗生素的大多数类型(如磺胺类)不容易发生衰减，环境中磺胺类抗生素的污染含量都较高。
[0003]中国专利CN202210965872.6涉及废水处理
，具体是通过对不同组合的人工湿地处理后的废水进行物化参数、水化参数和污染物指标的测定，以及去污能力的评价，得到去除效果最好的人工湿地组合，以及处理能力较好的基质、植物和水利停留时间条件，以达到人工湿地去除水产养殖尾水中磺胺类抗生素的最佳净化效果。但是，上述技术方案所需的装置要求基础设施为大型温室，定制的造价高，缺少此类的实验装置，需要临时搭建，对一些小型或机理性研究不友好，难以对抗生素的降解条件进行优化和摸索。另一方面降解磺胺类抗生素的研究集中在单一污染物，无法直接判断是否对自然环境或者仿自然环境的复合污染物中的磺胺类抗生素有良好的降解能力。
技术实现思路
[0004](一)要解决的技术问题
[0005]鉴于现有技术的上述缺点、不足，本技术提供一种人工湿地降解水中磺胺类抗生素的实验模拟装置，解决了缺少仿自然环境下的含有磺胺类抗生素的复合污染物的小型实验室模拟设备的技术问题。该装置模拟了自然环境下的湿地，为小型研究或机理性研究提供研究设备，适用于实验室内对抗生素的降解条件进行优化和摸索。该装置能在不破坏基本的生态系统的情况下降解水环境中的磺胺类抗生素，对磺胺类抗生素的去除率达到69％左右，该装置操作简单，运行成本低，对生态友好。对于去除磺胺类抗生素、抗性基因和净化水体具有重要指导意义。
[0006](二)技术方案
[0007]为了达到上述目的，本技术采用的主要技术方案包括：
[0008]本技术实施例提供一种人工湿地降解水中磺胺类抗生素的实验模拟装置，包括用于盛放含抗生素废水的无盖箱体，所述箱体的底部填充有塘泥沉积物，所述塘泥沉积物内部包裹聚乙烯填料和或在塘泥沉积物的表面覆盖聚乙烯填料，所述箱体内种植有沉水植物，且所述沉水植物被水淹没；沉水植物的根系埋在所述塘泥沉积物内，沉水植物的茎秆位于水面以下。
[0009]可选地，所述聚乙烯填料为颗粒状或短纤状，分散于塘泥沉积物中，聚乙烯填料长
轴方向的长度为1000
‑
2000μm。
[0010]可选地，所述聚乙烯填料为带有开孔的聚乙烯无纺布，开孔为阵列排布，在每个开孔内种植至少一株所述沉水植物。
[0011]可选地，所述实验模拟装置中，以至少两株所述沉水植物为一组，每行至少设置两组，每列至少设置一组，在所述箱体内呈矩阵排列；其中，设置一行所述沉水植物紧贴所述箱体侧壁。
[0012]可选地，所述塘泥沉积物在所述箱体内的高度为15
‑
20cm；每组内相邻两株所述沉水植物之间的距离为5
‑
7cm，相邻两组所述沉水植物之间的距离为10
‑
15cm，所述沉水植物的株高为16
‑
21cm。
[0013]可选地，所述箱体的侧壁为透明材质，所述箱体的一个侧壁可拆卸。
[0014]可选地，所述箱体内设有温度调节模块，所述温度调节模块包括水区温度调节模块和塘泥沉积物区温度调节模块。
[0015]可选地，所述水区温度调节模块设在水区箱体侧壁，所述塘泥沉积物区温度调节模块设在箱体底部且均匀分布。
[0016]可选地，所述塘泥沉积物区温度调节模块为PI电热膜。
[0017]可选地，所述箱体内设有扰动模块，所述扰动模块设置于水中。
[0018](三)有益效果
[0019]本技术的有益效果是：本技术的一种人工湿地降解水中磺胺类抗生素的实验模拟装置，本实验模拟装置反映了温度可控地模拟以苦草为主的微型人工湿地的条件下，短期内装置对磺胺类抗生素降解的程度，在一定程度上反映湿地降解磺胺类抗生素的真实情况。在实验室内实现了人工湿地对抗生素降解条件的探索和优化，为小型研究或机理性研究提供研究设备。
[0020]植物根系首先受到外界条件变化的影响，本技术的装置由于在紧贴箱体侧壁设置一行沉水植物，并在培养时使沉水植物呈一定角度，可以保证植物根系紧贴箱体侧壁生长，更加便于观察植物根际的溶解氧随时间的变化情况。
[0021]本技术的实验模拟装置可以循环利用，后续跟进的研究磺胺类抗生素暴露对沉水植物或其他植物群落的影响，实验结束后，箱体一侧壁面可以全部打开，所有样品均可获取，操作简便易清洁更换，同时造价相对便宜。
[0022]本技术的实验模拟装置设有水区温度调节模块和塘泥沉积物区温度调节模块，可以实时检测和调节水区和塘泥沉积物区的温度，更有利于摸索和优化出最适宜的磺胺类抗生素的降解条件。
[0023]本技术的实验模拟装置水区内设有扰动模块，可以对水进行扰动，加速磺胺类抗生素的降解。
[0024]本技术的实验模拟装置操作方便、装置造价以及相对便宜可循环。
附图说明
[0025]图1为人工湿地装置实验模拟装置结构示意图。
[0026]图2为人工湿地装置实验模拟装置内苦草根际溶解氧21天白天(A)和黑夜(B)的变化情况。
[0027]图3为空白组(A)与单独添加磺胺组(B)苦草叶绿体扫描电镜情况。
[0028]图4为上覆水中磺胺浓度变化(A)和磺胺去除率(B)。
[0029]图5为沉积物中磺胺浓度的变化。
[0030]图6为磺胺抗性基因sul1(A)和sul2(B)的检出浓度变化情况。
[0031]图7为上覆水水质基础指标。
[0032]图8为沉积物氮循环示意图。
[0033]图9为沉积物氮循环酶AMO(a)、NR(b)、NiR(c)和DE(d)的酶活性。
[0034]图10为不同浓度的复合污染物影响下的苦草植物内丙二醛(MDA)含量变化。
[0035]图11为不同浓度的复合污染物影响下的苦草植物内抗氧化酶活性变化。
[0036]图12为不同浓度的复合污染物影响下的苦草植物株高。
[0037]图13为上覆水中磺胺随时间变化的吸附解析曲线。
[0038]【附图标记说明】
[0039]1：箱体；2：塘泥沉积物；3：水；4：沉水植物；5：聚乙烯填料；6：水区温度调节模块；7：塘泥沉积物区温度调节模块；8：扰动模块。
具体实施方式
[0040]为了更好的解释本技术，以便于理解，下面结本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种人工湿地降解水中磺胺类抗生素的实验模拟装置，其特征在于，包括用于盛放含抗生素废水的无盖箱体(1)，所述箱体(1)的底部填充有塘泥沉积物(2)，所述塘泥沉积物(2)内部包裹聚乙烯填料(5)和或在塘泥沉积物(2)的表面覆盖聚乙烯填料(5)，所述箱体(1)内种植有沉水植物(4)，且所述沉水植物(4)被水(3)淹没；所述沉水植物(4)的根系埋在所述塘泥沉积物(2)内，所述沉水植物(4)的茎秆位于水面以下。2.根据权利要求1所述的人工湿地降解水中磺胺类抗生素的实验模拟装置，其特征在于，所述聚乙烯填料(5)为颗粒状或短纤状，分散于塘泥沉积物中，聚乙烯填料长轴方向的长度为1000
‑
2000μm。3.根据权利要求1所述的人工湿地降解水中磺胺类抗生素的实验模拟装置，其特征在于，所述聚乙烯填料(5)为带有开孔的聚乙烯无纺布，开孔为阵列排布，在每个开孔内种植至少一株所述沉水植物。4.根据权利要求1所述的人工湿地降解水中磺胺类抗生素的实验模拟装置，其特征在于，所述实验模拟装置中，以至少两株所述沉水植物(4)为一组，每行至少设置两组，每列至少设置一组，在所述箱体(1)内呈矩阵排列；其中，设置一行所述沉水植物(4)紧贴所述箱体(1)侧壁。5.根据权利要求4所述的人工湿地降解水中磺胺类抗生素的实验模拟装置，其特征在于，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘苗苗，张功良，蔡然，王征戍，胡建美，杨航，
申请(专利权)人：北京首创生态环保集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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