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微生物燃料電池技術(shù)助力水質(zhì)綜合毒性監測
更新時(shí)間：2021-11-19
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隨著(zhù)我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，水污染問(wèn)題日益突出，由化學(xué)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(zhù)當地的飲用水源安全。
為推進(jìn)水質(zhì)在線(xiàn)監測預警體系建設，提升環(huán)境應急和監測預警能力，開(kāi)展水質(zhì)綜合生物毒性在線(xiàn)監測十分必要。國務(wù)院《“十三五"生態(tài)環(huán)境保護規劃》提出“實(shí)行全程管控，有效防范和降低環(huán)境風(fēng)險"，要求加強風(fēng)險評估與源頭防控，開(kāi)展廢水綜合毒性評估，嚴格環(huán)境風(fēng)險預警管理，開(kāi)展飲用水水源地生物毒性監測預警。
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測方案》，要求加強飲用水水源地水質(zhì)預警監測，在飲用水水源地常規監測的基礎上，增加生物毒性疫情防控特征指標的監測。
雪迪龍MODEL9880水質(zhì)綜合毒性在線(xiàn)監測系統以微生物電化學(xué)法為基礎，綜合自動(dòng)控制、計算機、通訊等技術(shù)對水質(zhì)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線(xiàn)監測。整套系統產(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)系統多種不同生物影響。
MODEL 9880水質(zhì)綜合毒性在線(xiàn)監測系統依據微生物燃料電池原理，以具有電化學(xué)活性的產(chǎn)電微生物（產(chǎn)電菌）為陽(yáng)極催化劑氧化分解水中的有機物，產(chǎn)生的電子沿著(zhù)電極轉移而產(chǎn)生電流，將化學(xué)能直接轉化成電能，電流信號經(jīng)過(guò)負載放大為電壓信號。當有毒物質(zhì)流入時(shí)，產(chǎn)電菌群活性降低，從而導致電流下降；營(yíng)養型有機物流入時(shí)，產(chǎn)電菌群活性增加，從而導致電流增強。通過(guò)電流（電壓）急劇下降與增強判斷有毒物或營(yíng)養型有機物流入，實(shí)現對水體毒性物以及負荷有機物的實(shí)時(shí)監測分析。
正常水樣流入時(shí)：
毒性物質(zhì)流入時(shí)：
有機物質(zhì)負荷超載時(shí)：
飲用水水源地、交界水體、地下水
污水處理廠(chǎng)
自來(lái)水廠(chǎng)
工業(yè)聚集區、醫院、企業(yè)
實(shí)時(shí)監測，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(yíng)養型有機物等在內的幾千種化學(xué)物質(zhì)；
雙路傳感器，預警有保障；
抗濁度、色度干擾能力強；
使用壽命長(cháng)、日常維護管理簡(jiǎn)單；
試劑及耗材價(jià)格低；
具備斷電保護、缺水診斷、報警后自動(dòng)啟動(dòng)修復保護、參數設定、自動(dòng)記錄數據日志等功能，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(xué)傳感器時(shí)，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(chóng)劑
將有機磷殺蟲(chóng)劑（1、5、10mg/L）水樣注入到微生物電化學(xué)傳感器時(shí)，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(zhù)有機磷殺蟲(chóng)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(xué)傳感器時(shí)，電流信號值下降；隨著(zhù)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(xué)傳感器時(shí)，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(zhù)Pb濃度增加，電流信號值下降幅度增大，毒性度增加。
