CN206244816U - 一种原位检测湿地底泥产电信号的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种原位检测湿地底泥产电信号的装置，包括阴极槽、隔膜、阳极金属管和负载；其中，阴极槽、隔膜和阳极金属管由上至下依次连接，阴极槽内设有阴极，负载通过导线分别与阴极和阳极金属管相连。在使用该装置检测湿地底泥产电信号时，先将阳极金属管插入湿地底泥中至阳极金属管完全插进底泥，保持湿地水面不没过阴极槽；然后向阴极槽中倒入蒸馏水至没过阴极；最后采用万用表记录负载两端的电压或电流。本实用新型的装置可以实现对湿地底泥产电信号的原位检测，且检测过程不使用任何化学试剂、不产生污染。
Description
技术领域
本实用新型属于环境检测技术领域，具体涉及一种原位检测湿地底泥产电信号的装置。
背景技术
湿地底泥中普遍含有产电细菌，这些细菌属于厌氧菌，能够在缺氧的湿地底泥中生存。由于产电细菌的存在，底泥可以在微生物燃料电池的阳极室中进行产电。产电信号（包括产电电压和电流）的强弱不仅可以反映底泥产电能力，还可以反映底泥微生物活性。因此底泥产电信号具有潜在的指示作用。但是以往获取底泥产电信号的方法较为繁琐，需要将底泥采集至实验室，装入双室微生物燃料电池的阳极室，阴极室多使用铁氰化钾溶液作为电子受体，这种检测方法不仅不能做到原位检测，而且容易引起污染。还有的获取底泥产电信号的方法是将底泥采集至实验室，装入单室微生物燃料电池的阳极室，将阳极埋入底泥中，阴极浸没在湿地水中，这种检测方法容易受到湿地水中的溶解氧的影响，水中溶解氧高，阴极反应容易进行，则产电信号偏高；水中溶解氧低，阴极反应难以进行，则产电信号偏低，从而不能真实反映底泥中产电微生物的产电能力和产电信号。
发明内容
解决的技术问题：本实用新型的目的是解决现有技术需要将底泥挖出并转移到微生物燃料电池的阳极室中进行检测的技术问题，提供一种原位检测湿地底泥产电信号的装置，该装置可以原位插入任何湿地的底泥中，实现对产电信号的原位检测。
技术方案：一种原位检测湿地底泥产电信号的装置，包括阴极槽、隔膜、阳极金属管和负载；其中，阴极槽、隔膜和阳极金属管由上至下依次连接，阴极槽内设有阴极，负载通过导线分别与阴极和阳极金属管相连。
进一步地，阴极槽和阳极金属管之间采用螺栓穿过阴极槽裙边和阳极金属管裙边固定。
进一步地，在阴极槽与隔膜之间、隔膜与阳极金属管之间，均设有胶垫。
进一步地，在阳极金属管上设有排气排水孔。
进一步地，所述阳极金属管的材质为不锈钢或钛。
进一步地，所述阴极槽的材质为绝缘材料。
进一步地，所述阴极的材质为铂。
进一步地，所述隔膜为阳离子交换膜或玻璃纤维膜。
有益效果： 本实用新型的装置可以实现对湿地底泥产电信号的原位检测，且检测过程不使用任何化学试剂、不产生污染。
附图说明
图1为实施例1中原位检测湿地底泥产电信号的装置结构示意图；
其中，1为阴极槽、2为隔膜、3为阳极金属管、4为负载、5为阴极、6为胶垫、7为排气排水孔。
具体实施方式
以下实施例进一步说明本实用新型的内容，但不应理解为对本实用新型的限制。在不背离本实用新型精神和实质的情况下，对本实用新型方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本实用新型的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
如图1所示，本实用新型提供了一种原位检测湿地底泥产电信号的装置，包括阴极槽1、隔膜2、阳极金属管3和负载4；其中，阴极槽1、隔膜2和阳极金属管3由上至下依次连接，阴极槽1内设有阴极5，负载4通过导线分别与阴极5和阳极金属管3相连。
阴极槽1和阳极金属管3之间采用螺栓穿过阴极槽裙边和阳极金属管裙边固定；在阴极槽1与隔膜2之间、隔膜2与阳极金属管3之间，均设有胶垫6。
为了便于阳极金属管3插入底泥时，排出水和气体，在阳极金属管3上还设有排气排水孔7，排气排水孔7位于阳极金属管3接近裙边的位置，以减小向底泥中插入的阻力。
在使用该装置检测湿地底泥产电信号时，先将阳极金属管插入湿地底泥中至阳极金属管完全插进底泥，保持湿地水面不没过阴极槽；然后向阴极槽中倒入蒸馏水至没过阴极；最后采用万用表记录负载两端的电压或电流。
研究发现，湿地底泥中普遍含有产电细菌，这些细菌属于厌氧菌，能够在缺氧的湿地底泥中生存。底泥产电细菌可以与插入底泥中的金属管发生接触并将电子传递到金属管的表面。并通过外电路到达阴极并与阴极槽液体（水或者含有电解质的水溶液）中的溶解氧发生还原反应，从而形成电流。考虑到如果湿地水中含有较多的BOD，则溶解氧不足，会造成阴极反应进行困难，导致电信号降低，从而不能真实反映底泥中产电细菌的产电能力和产电信号。本实用新型采用蒸馏水作为阴极反应液，以蒸馏水中的溶解氧作为电子受体，反应产物是H2O，因此不产生任何污染。本实用新型的一项重要特征是为了避免湿地水对产电的干扰，特意加装了阴极槽，并在阴极槽中统一加入蒸馏水，将阴极浸没在蒸馏水中，从而不论检测什么湿地，阴极反应都不会受到湿地水中溶解氧差异的影响。本实用新型实现了对湿地底泥产电信号的原位检测，且检测过程不使用任何化学试剂、不产生污染。
采用本实用新型装置按照上述方法分别对不同的湿地底泥进行产电检测，检测完毕后将底泥装入传统的双室微生物燃料电池进行产电检测，对比发现，本实用新型装置检测出的底泥产电电压以及电流与双室微生物燃料电池的检测结果高度一致。结果表明，本实用新型装置可用于原位检测湿地底泥的产电信号。
Claims (8)
1.一种原位检测湿地底泥产电信号的装置，其特征在于：包括阴极槽（1）、隔膜（2）、阳极金属管（3）和负载（4）；其中，阴极槽（1）、隔膜（2）和阳极金属管（3）由上至下依次连接，阴极槽（1）内设有阴极（5），负载（4）通过导线分别与阴极（5）和阳极金属管（3）相连。
2.根据权利要求1所述的原位检测湿地底泥产电信号的装置，其特征在于：阴极槽（1）和阳极金属管（3）之间采用螺栓穿过阴极槽裙边和阳极金属管裙边固定。
3.根据权利要求1所述的原位检测湿地底泥产电信号的装置，其特征在于：在阴极槽（1）与隔膜（2）之间、隔膜（2）与阳极金属管（3）之间，均设有胶垫（6）。
4.根据权利要求1所述的原位检测湿地底泥产电信号的装置，其特征在于：在阳极金属管（3）上设有排气排水孔（7）。
5.根据权利要求1所述的原位检测湿地底泥产电信号的装置，其特征在于：所述阳极金属管（3）的材质为不锈钢或钛。
6.根据权利要求1所述的原位检测湿地底泥产电信号的装置，其特征在于：所述阴极槽（1）的材质为绝缘材料。
7.根据权利要求1所述的原位检测湿地底泥产电信号的装置，其特征在于：所述阴极（5）的材质为铂。
8.根据权利要求1所述的原位检测湿地底泥产电信号的装置，其特征在于：所述隔膜（2）为阳离子交换膜或玻璃纤维膜。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111138058A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-05-12 | 广东省微生物研究所（广东省微生物分析检测中心） | 一种污染水体底泥环境修复的简便方法 |
| CN113640355A (zh) * | 2021-07-13 | 2021-11-12 | 南京师范大学 | 一种原位在线监测湿地污染事件的可视化系统 |
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