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目前水处理厂的出水检测指标包括COD、DO等一些常规和非常规数据,但是却罕有对絮凝剂生物毒性的检测,随着絮凝剂使用的泛滥,一些絮凝剂的有害性已经展现出来,因此对水体中絮凝剂的生物毒性检测十分必要。随着微生物燃料电池的兴起,生物电化学技术成为众多学者研究的热点,其中生物电化学传感器技术则因其较低的成本和活体微生物毒性在线反馈被人们关注。针对传统检测手段的局限性以及对絮凝剂检测的必要性,研究了一种新型生物电化学传感器,探讨了絮凝剂在生物电化学传感器中的影响机制,为日后水体水质检测提供一个重要手段。 本实验选择最常见的明矾絮凝剂作为实验材料,首先研究利用微生物燃料电池(MFC)出水接种形成的生物电化学传感器对明矾进行响应。通过计时电流法和数据分析发现生物电化学传感器可以很好的响应明矾毒性,电流密度的衰减率与明矾浓度呈线性关系,R2>0.98,每毫克升电流衰减率达到0.0054A/m2。随着明矾浓度的升高,不可恢复电流损失逐渐升高,恢复至另一平台所需时间增加,电流的衰减率与不可恢复电流损失会慢慢接近。根据所得的明矾与电流衰减率之间的线性关系,可以对未知明矾浓度的溶液进行检测和污染诊断。 基于此,本实验还利用循环伏安法(CV)和激光共聚焦技术进行了明矾对产电微生物活性机制研究。研究发现随着明矾浓度的升高,极限电流密度和峰电流密度的抑制程度均增加,明矾可能会抑制微生物的电化学活性物质而不是改变电子传递途径;明矾在浓度高于100mg/L时,会抑制生物膜的电子传递的扩散行为,通过共聚焦显微镜发现是由于生物膜厚度增长、死亡细胞比例增加所致。这些方法为以后的原位观察中毒生物膜自我修复过程提供了一个新的平台。