用于水环境重金属监测的微生物电化学传感器构建与运行效果分析

摘要

本研究旨在开发基于微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)的微生物电化学传感器对水环境重金属污染进行实时在线监测。构建微生物电化学传感器,采用错流式布水方式、优化外阻值及外循环速率等参数,在最优参数下分析重金属模拟废水浓度对电压的抑制情况。结果表明,当外阻值为130Ω、外循环速率为1.0 mL/min时,MFC电化学传感器的性能最优。在此条件下对1–10 mg/L的Cu^(2+)、0.25–1.25 mg/L的Cd^(2+)、0.25–1.25 mg/L的Cr^(6+)和0.25–1.00 mg/L的Hg^(2+)均有响应,60 min内输出电压最大抑制率分别可达92.95%、73.11%、82.76%和75.80%,线性相关系数均大于0.95,且有较好的生物学重复性。该MFC电化学传感器具有良好的重金属检测性能,可为实现水环境重金属污染实时在线监测技术的实际应用提供理论依据。