沉积物产电信号原位在线监测水体铜污染研究
采用一种新型沉积物-微生物燃料电池(Sediment Microbial Fuel Cells,SMFCs)装置,探索产电信号原位在线监测湿地水体Cu2+污染的可行性.采集水稻土装入烧杯并淹水以模拟湿地环境.将SMFCs装置的阳极不锈钢管插入水稻土,阴极淹没在上覆水中进行产电.采用数据采集卡在线记录电压,产电30 min后,分别向阴极附近的上覆水中加入5mL Cu2+浓度为50、100、200和400 mg·L-1的CuSO4溶液,对照加入5mL去离子水,每个浓度处理设置两个平行.Cu2+加入后,电压迅速上升并在30 s内达到峰值,之后随着Cu2+扩散和被土壤吸附,电压回落并保持稳定.将加铜前30 min电压平均值作为基准电压,用加铜后的电压峰值减去基准电压得到电压增量.结果显示,电压增量与加入的Cu2+浓度呈现显著正相关关系.为揭示相关机制,检测了CuSO4溶液理化性质,并对加铜后SMFCs装置的阳极和阴极电荷传递电阻进行测定、对优势产电细菌梭菌属(Clostridium)和地杆菌科(Geobacteraceae)细菌16S rRNA基因进行定量.结果表明,Cu2+促进阴极反应,是引起电压升高的主要原因.而底泥的吸附作用减弱了Cu2+对产电细菌的抑制,保证了Cu2+污染事件后产电信号恢复稳定.
沉积物微生物燃料电池、湿地、三电极体系、电压、污染监测
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X703(一般性问题)
国家自然科学基金项目41671250;江苏省自然科学基金面上项目BK20171476;江苏省高校自然科学研究面上项目16KJB210007
2018-08-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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