讲讲我的新技术：微生物燃料电池

　　党的十九大报告强调，“建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计”。

　　环境监测是实现生态环境保护和生态文明建设的重要技术支撑和数据保障，水质监测作为环境监测的重要环节，有不可替代的作用。

　　这里讲讲我们研究所里的新技术——微生物燃料电池在水质监测中的应用，以及对环境监测的作用。

　　我国现有的水质检测方法主要基于理化分析方法，虽然可以精确知道某种物质的浓度，但是不能反映水体的综合毒性和生物毒性，生物监测技术可以有效解决这个问题，弥补理化方法的不足。常用的指示生物包括鱼类、藻类、蚤类和发光细菌等。美国等发达国家已经建立了水环境生物监测体系，我国也已经试点了地表水生物监测网络。我的研究方向是基于微生物燃料电池的水质综合毒性在线检测技术，是近几年新兴的水质生物检测技术。

　　微生物燃料电池技术有什么用呢？这项技术最早应用于污水处理，同时实现能源回收。人类产生的生活废水里含有大量的有机物，而这些有机物恰恰是产电菌的“大餐”，它可以供产电菌转化为电能。英国科学家基于这一原理，利用人体尿液中含有尿素等大量细菌的“美食”，将24块软电池（可以容纳648毫升的尿液）和连通电池的软管安置在鞋子底部，借助穿戴者的行走踩压，推动尿液的循环流动并为无线发射器提供动力。据英国《每日邮报》报道，这套系统能每隔两分钟就向一台个人电脑发射信号。

　　相比于化学电池，比如我们熟知的氢氧燃料电池，微生物燃料电池的功率和电流很低，如何更好应用它越来越多的科学家把目光投向污水处理以外的区域。我们知道微生物燃料电池的核心是具有电化学活性的产电菌，当有毒污染物进入阳极室后会影响产电菌的代谢活性，从而影响微生物燃料电池的产电性能，因此可以通过实时监测微生物燃料电池的电压（电流）实现水质监测。韩国科学家首次利用微生物燃料电池在线监测污水处理厂出水，对有机和无机污染物均获得了良好的检测效果。

　　我所在的北京航空航天大学环境生物学与生命保障技术研究所长期从事于基于微生物燃料电池的水质监测理论和技术研究，系统开展了基于微生物燃料电池技术的水质综合毒性生物电化学预警系统的研究工作，并已经构建了水质综合毒性生物电化学预警系统原理样机。

　　易越

　　北京航空航天大学生物医学工程专业博士研究生

关注读览天下微信， 100万篇深度好文， 等你来看……