原位在线监测重金属废水排放的传感器技术

成果介绍

科技计划：

成果形式：新工艺、新产品

合作方式：技术开发、技术咨询、技术服务、技术入股、共建载体

参与活动： 2020年高校院所走进镇江高新区暨船舶海工产业产学研合作对接活动 2020年高校院所服务苏北五市产学研合作对接活动

专利情况：正在申请 ,其中:发明专利 0 项
已授权专利,其中:发明专利 0 项

成果简介

综合介绍

当排污口向湿地水体排放重金属废水时，依靠目前已有的方法，难以在瞬时就知晓排放事件的发生。虽然监控探头能够发现一些，但是对于布设在水面下的暗管，则无法监控。因此往往需要技术人员在事后去现场采样、化验之后才知道有污染事件发生，但此时已距离污染事件一段时间，影响治污措施的及时开展。

创新要点

针对上述问题，南京师范大学环境学院邓欢副教授发明了一种能够用于原位在线监测湿地重金属污染的传感器（命名为DH-I型SMFC传感器）。该传感器是在传统的微生物燃料电池的基础上改进而成。该传感器的阳极部分位于湿地底泥中，阴极位于湿地上覆水中。底泥中的土著产电细菌为传感器提供电能，而阴极用来响应排放进水体中的重金属废水。当含有Cu(II)、Cd(II)、Cr(VI)等重金属废水进入水体中，就会对阴极反应产生扰动，传感器的电压信号就会在瞬间快速上升，并达到峰值。电压上升幅度与重金属浓度成正比，且具有较宽的线性范围。同时，由于底泥对水体中的重金属具有很强的吸附固定作用，避免了重金属抑制和毒害产电细菌，从而该传感器能够长期运行，并对多次污染冲击均作出电信号响应。因此该传感器适用于湿地环境下，水体重金属污染事件的原位在线监测。该传感器的运行过程不使用任何化学药品，也不产生任何污染物，且成本低廉，操作简单。

技术指标

本项目基于本人主持的国家自然科学基金面上项目“土壤产电信号及其指示土壤重金属污染的微生物机制”的研究成果。成果涉及的DH-I型SMFC传感器已获得专利授权，相关研究论文在国内外刊物发表。同时，引起了国内科技媒体的广泛关注，科技日报社旗下的“中国科技网”和《科普时报》分别采用标题“底泥产电信号，原位在线监测湿地重金属排放的新指标”和“原位在线监测助力湿地重金属排放可早发现”对该传感器进行了报道。

其他说明

依靠目前已有的方法，当排污口向湿地水体排放重金属废水时，难以在瞬时就知晓排放事件的发生。虽然监控探头能够发现一些，但是对于布设在水面下的暗管，则无法监控。因此往往需要技术人员在事后去现场采样、化验之后才知道有污染事件发生，但此时已距离污染事件一段时间，影响治污措施的及时开展。本项目研发的DH-I型SMFC传感器适用于湿地环境。当含有Cu(II)、Cd(II)、Cr(VI)等重金属废水进入水体中，就会对阴极反应产生扰动，传感器的电压信号就会在瞬间快速上升，并达到峰值。电压上升幅度与重金属浓度成正比，且具有较宽的线性范围。较好的解决了目前对于污水排放不能在线监控的问题。而且该传感器的运行过程不使用任何化学药品，也不产生任何污染物，且成本低廉，操作简单。有望获得较好的市场前景。

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