微生物燃料電池技術(shù)助力水質(zhì)綜合毒性監(jiān)測

更新時間：2021-11-19

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一、行業(yè)背景

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水污染問題日益突出，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，直接威脅著當(dāng)?shù)氐娘嬘盟窗踩?/span>

為推進(jìn)水質(zhì)在線監(jiān)測預(yù)警體系建設(shè)，提升環(huán)境應(yīng)急和監(jiān)測預(yù)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(wù)院《“十三五"生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》提出“實行全程管控，有效防范和降低環(huán)境風(fēng)險"，要求加強(qiáng)風(fēng)險評估與源頭防控，開展廢水綜合毒性評估，嚴(yán)格環(huán)境風(fēng)險預(yù)警管理，開展飲用水水源地生物毒性監(jiān)測預(yù)警。

2020年疫情期間，生態(tài)環(huán)境部印發(fā)了《應(yīng)對新型guan狀病毒感染肺炎疫情應(yīng)急監(jiān)測方案》，要求加強(qiáng)飲用水水源地水質(zhì)預(yù)警監(jiān)測，在飲用水水源地常規(guī)監(jiān)測的基礎(chǔ)上，增加生物毒性疫情防控特征指標(biāo)的監(jiān)測。

二、水質(zhì)綜合毒性在線監(jiān)測系統(tǒng)

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(xué)法為基礎(chǔ)，綜合自動控制、計算機(jī)、通訊等技術(shù)對水質(zhì)進(jìn)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。

2.1 系統(tǒng)原理

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(xué)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(jī)物，產(chǎn)生的電子沿著電極轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生電流，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能，電流信號經(jīng)過負(fù)載放大為電壓信號。當(dāng)有毒物質(zhì)流入時，產(chǎn)電菌群活性降低，從而導(dǎo)致電流下降；營養(yǎng)型有機(jī)物流入時，產(chǎn)電菌群活性增加，從而導(dǎo)致電流增強(qiáng)。通過電流（電壓）急劇下降與增強(qiáng)判斷有毒物或營養(yǎng)型有機(jī)物流入，實現(xiàn)對水體毒性物以及負(fù)荷有機(jī)物的實時監(jiān)測分析。

正常水樣流入時：