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微生物燃料電池技術助力水質(zhì)綜合毒性監(jiān)測
更新時間：2021-11-19
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隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，水污染問題日益突出，由化學工業(yè)引發(fā)的環(huán)境事件呈高發(fā)態(tài)勢：2010年紫金礦業(yè)銅酸水滲漏、2011年云南曲靖鉻渣污染和2012年廣西龍江鎘污染等水污染事件觸目驚心，直接威脅著當?shù)氐娘嬘盟窗踩?/span>
為推進水質(zhì)在線監(jiān)測預警體系建設，提升環(huán)境應急和監(jiān)測預警能力，開展水質(zhì)綜合生物毒性在線監(jiān)測十分必要。國務院《“十三五"生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》提出“實行全程管控，有效防范和降低環(huán)境風險"，要求加強風險評估與源頭防控，開展廢水綜合毒性評估，嚴格環(huán)境風險預警管理，開展飲用水水源地生物毒性監(jiān)測預警。
2020年疫情期間，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)了《應對新型guan狀病毒感染肺炎疫情應急監(jiān)測方案》，要求加強飲用水水源地水質(zhì)預警監(jiān)測，在飲用水水源地常規(guī)監(jiān)測的基礎上，增加生物毒性疫情防控特征指標的監(jiān)測。
雪迪龍MODEL9880水質(zhì)綜合毒性在線監(jiān)測系統(tǒng)以微生物電化學法為基礎，綜合自動控制、計算機、通訊等技術對水質(zhì)進行實時在線監(jiān)測。整套系統(tǒng)產(chǎn)電菌為多菌種菌群，可以更合理的反映水中污染物對生態(tài)系統(tǒng)多種不同生物影響。
MODEL 9880水質(zhì)綜合毒性在線監(jiān)測系統(tǒng)依據(jù)微生物燃料電池原理，以具有電化學活性的產(chǎn)電微生物（產(chǎn)電菌）為陽極催化劑氧化分解水中的有機物，產(chǎn)生的電子沿著電極轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生電流，將化學能直接轉(zhuǎn)化成電能，電流信號經(jīng)過負載放大為電壓信號。當有毒物質(zhì)流入時，產(chǎn)電菌群活性降低，從而導致電流下降；營養(yǎng)型有機物流入時，產(chǎn)電菌群活性增加，從而導致電流增強。通過電流（電壓）急劇下降與增強判斷有毒物或營養(yǎng)型有機物流入，實現(xiàn)對水體毒性物以及負荷有機物的實時監(jiān)測分析。
正常水樣流入時：
毒性物質(zhì)流入時：
有機物質(zhì)負荷超載時：
飲用水水源地、交界水體、地下水
污水處理廠
自來水廠
工業(yè)聚集區(qū)、醫(yī)院、企業(yè)
實時監(jiān)測，對毒性物響應濃度達ppb級；
檢測譜寬，可感應重金屬、有毒有機物、營養(yǎng)型有機物等在內(nèi)的幾千種化學物質(zhì)；
雙路傳感器，預警有保障；
抗?jié)岫?、色度干擾能力強；
使用壽命長、日常維護管理簡單；
試劑及耗材價格低；
具備斷電保護、缺水診斷、報警后自動啟動修復保護、參數(shù)設定、自動記錄數(shù)據(jù)日志等功能，運行智能，安全可靠。
毒性物質(zhì): Cd
將5ppb鎘水樣注入到微生物電化學傳感器時，電流信號值下降；中斷毒性物質(zhì)注入后電流信號快速恢復。
毒性物質(zhì):有機磷殺蟲劑
將有機磷殺蟲劑（1、5、10mg/L）水樣注入到微生物電化學傳感器時，電流信號值下降；中斷毒性物質(zhì)注入后電流信號快速恢復。3次加毒試驗，隨著有機磷殺蟲劑濃度增加，電流信號值下降幅度增大，毒性度增加，但中斷加毒后，電流信號均能快速恢復。
毒性物質(zhì):Cr6+
將Cr6+（1、5、10mg/L）水樣注入到微生物電化學傳感器時，電流信號值下降；隨著Cr6+濃度增加，電流信號值下降幅度增大，毒性度增加。
將Pb（1、5mg/L）水樣注入到微生物電化學傳感器時，電流信號值下降。相同Pb濃度，電流信號值下降幅度一致，毒性度基本一致。隨著Pb濃度增加，電流信號值下降幅度增大，毒性度增加。
