论文摘要：应用微生物燃料电池技术进行水质污染物监测研究

水体污染是环境污染中一个重要方面，是当前社会面临的重要问题，尤其是突发性的水体污染事件，可以在极短的时间里造成严重的后果，影响人们的健康，因此，对水体环境进行实时的监测，并对水体突发性污染进行预警就有着重要的意义，这要求水质监测系统具有快速性、连续性和实时性。微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell，MFC）技术应用于水环境污染的监测拥有多个方面的特点：结构简单、响应速度快，且可以在线实时监测，所以在水环境监测领域越来越受到重视。本研究着眼于开发具有高灵敏度的MFC水质生物毒性传感器。

本研究采用驯化的污泥微生物做为种源，以质子交换膜、碳布及载铂碳纸构建了单、双室微生物燃料电池，比较了单、双室两种构型微生物燃料电池的性能差异，考察了检测时间、基质浓度、外接电阻对MFC检测水质生物毒性的影响。在此基础上，利用单室微生物燃料电池，以重金属离子Cd2+、Ni2+、Cu2+和有机物污染物乙酰甲胺磷为检测对象，对微生物燃料电池产电抑制率与有毒污染物浓度之间关系进行研究，研究主要成果见下：

1 相对于双室MFC，单室MFC结构简单、易操作，具有更优的性能优势，更适合于水环境的监测；

2 当水质毒性的检测时间为4h时，产电抑制率与有毒物质浓度之间呈高度线性关系，准确性高且符合快速检测的特点；底物采用乙酸钠，浓度为0.5mg/mL时，MFC有最高输出电压和输出功率，分别为158.2 mV、0.050 mW/m2；外接电阻阻值为1倍内阻时，MFC有最大输出功率，且MFC对有毒物质反应灵敏度最高；

3 单一型有毒污染物检测结果表明，在一定浓度范围内， MFC的抑制率和有毒物质的浓度之间关系为线性正相关。

4 复合污染物对MFC产电抑制率有协同效应，若复合污染物各成分浓度相同时， MFC产电抑制率与复合污染物总浓度呈线性关系，若复合污染物各成分浓度不同，MFC产电抑制率与复合污染物总浓度之间呈正相关。

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