[發(fā)明專利]小型化集成式微生物燃料電池指示污染土壤微生物活性的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410361646.2
• 申請(qǐng)日: 2014-07-25
• 公開（公告）號(hào): CN104142362A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘文輝;姜允斌;鄧歡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/403
• 分類號(hào): G01N27/403
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 李媛媛

1.小型化集成式微生物燃料電池指示污染土壤微生物活性的方法，其特征在于，檢測(cè)對(duì)象為污染土壤提取的懸液；采用集成式微生物燃料電池，其由若干個(gè)雙室微生物燃料電池固定在集成板上形成；具體操作包括如下步驟：

①?制備污染土壤懸液樣品：用蒸餾水或去離子水稀釋污染土壤，振蕩后靜置或震蕩后離心，吸取上層土壤懸液；向土壤懸液中添加并溶解葡萄糖或乙酸鈉，葡萄糖和乙酸鈉所用的質(zhì)量不超過土壤懸液體積的2%，也可將葡萄糖與乙酸鈉在上述范圍內(nèi)混合加入并溶解于土壤懸液中；將土壤懸液加入雙室微生物燃料電池的陽極室內(nèi)；

②?配制鐵氰化鉀的磷酸緩沖鹽溶液：鐵氰化鉀濃度范圍從50mM至200mM，磷酸鹽緩沖液的pH調(diào)至7，濃度從50mM至200mM，然后將鐵氰化鉀的磷酸緩沖鹽溶液灌滿至雙室微生物燃料電池的陰極室；

③?運(yùn)行集成式微生物燃料電池：將每個(gè)雙室微生物燃料電池中的陽極和陰極通過導(dǎo)線與負(fù)載串聯(lián)，負(fù)載阻值范圍在10?Ω至1000?Ω之間，采用數(shù)據(jù)采集器或萬用表實(shí)時(shí)連續(xù)記錄負(fù)載兩端的電壓或電流，72小時(shí)后停止記錄；將電壓數(shù)據(jù)根據(jù)公式（1）和（2）換算成電量，或?qū)㈦娏鲾?shù)據(jù)根據(jù)公式（2）換算成電量：

I?(電流,?A)=U(電壓,?V)?/?R?(外阻,?Ω)????????????????????????????（1）

Q?(電量,?C)?=?I?(電流,?A)?×?t?(時(shí)間,?s)????????????????????????????（2）

④?采用微生物燃料電池運(yùn)行期間產(chǎn)生的電量作為檢測(cè)土壤微生物活性的指標(biāo)，電量電池運(yùn)行期間的產(chǎn)電電量越低表明土壤微生物活性越低。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化集成式微生物燃料電池指示污染土壤微生物活性的方法，其特征在于，所述污染土壤為所有的土壤類型，其污染物包括重金屬污染、有機(jī)物污染或者酸堿污染。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化集成式微生物燃料電池指示污染土壤微生物活性的方法，其特征在于，所述雙室微生物燃料電池包括陽極、陰極、陽極室、陰極室、陽極室外裙邊、陽極室內(nèi)裙邊、陰極室外裙邊、陽極室內(nèi)裙邊、導(dǎo)線口、進(jìn)水口、出水口、隔膜、膠墊、導(dǎo)線、負(fù)載、螺栓和螺帽；所述陽極和陰極材料分別填滿陽極室和陰極室；所述膠墊和隔膜設(shè)置在陽極室和陰極室之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的小型化集成式微生物燃料電池指示污染土壤微生物活性的方法，其特征在于，所述陽極或陰極材料為碳?xì)帧⑻疾肌⑻妓ⅰ⒒钚蕴款w粒、石墨顆粒、不銹鋼網(wǎng)或鈦網(wǎng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的小型化集成式微生物燃料電池指示污染土壤微生物活性的方法，其特征在于，所述雙室微生物燃料電池的陽極室和陰極室工作體積均小于30?cm³。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的小型化集成式微生物燃料電池指示污染土壤微生物活性的方法，其特征在于，所述隔膜為質(zhì)子交換膜、陽離子交換膜、超濾膜、微濾膜、全氟磺酸樹脂膜、玻璃纖維膜或聚碳酸酯膜。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的小型化集成式微生物燃料電池指示污染土壤微生物活性的方法，其特征在于，所述集成板上設(shè)有用于固定雙室微生物燃料電池的槽口，微生物燃料電池的陽極室外裙邊、陽極室內(nèi)裙邊以及陰極室外裙邊和陰極室內(nèi)裙邊插入槽口內(nèi)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化集成式微生物燃料電池指示污染土壤微生物活性的方法，其特征在于，所述集成板上標(biāo)記有編號(hào)，編號(hào)對(duì)應(yīng)不同位置的雙室微生物燃料電池，使得不同的污染土壤懸液與其產(chǎn)電數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)一一對(duì)應(yīng)。