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水环境中的污染物种类繁多且难以处理,特别是痕量污染物的去除成为了当今的研究重点之一,水中的重金属和抗生素浓度成为检验水质的基本指标。随着越来越多水污染疾病的发生,以及饮用水中重金属及抗生素的检出,急需建立一个快速检测体系对水体中的痕量物质进行检测,并提前采取应急处理措施。微生物燃料电池(MFCs)是一种降解有机物的同时回收电能的新型反应器。本研究建立了双室微生物燃料电池(DMFCs)型生物毒性传感器,人工配制不同浓度重金属和抗生素溶液作为检测对象,研究检测物浓度与抑制率之间的关系。实验启动多组反应器,选择运行良好的反应器进行优化,结果显示在外电阻为1000Ω,外循环速率为0.9334 mL·min-1时,反应器运行最稳定,最高电压可达240 mV,选择阳极作为检测室进行检测。实验选择四种重金属Cr(Ⅵ)、Cd2+、Cu2+、Zn2+和三种抗生素SD、SMX、ENR进行检测,其检测时间短,检测范围广,DMFC-传感器体系对水中7种物质的检测时间均为60 min,清洗时间为10 min。本文设计的DMFC-传感器体系用于实验室自配废水中的有毒物质检测,确定了单种有毒物质存在时各自的检测范围,并在检测范围内建立7个线性方程。DMFC检测的同时对重金属和抗生素也实现了去除,配制不同浓度待测物质,结果显示除Cu2+去除率达最高70%以上,ENR最低36%,其他五种物质的去除率均达50%以上。检测过程中的交流阻抗谱图分析,可以得出无论是重金属还是抗生素的冲击都会增加DMFC阳极极化内阻,而阴极的极化内阻逐渐降低,说明DMFC的阳极阴极同时作用于反应器。对抗生素定性分析得出DMFC降解抗生素的过程中产生多种中间产物,并随着中间产物的产生N原子随着消失,说明抗生素为DMFC提供了唯一的氮源并被消耗,这也是DMFC能降解抗生素的原理之一。