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　　湖泊沉積物是湖泊生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。近些年來(lái)，由于湖泊富營(yíng)養(yǎng)化等環(huán)境問(wèn)題，湖泊沉積物污染狀況嚴(yán)重；高有機(jī)質(zhì)含量的沉積物會(huì)加速沉積物中氣體的產(chǎn)生與累積，進(jìn)而出現(xiàn)了沉積物的膨脹現(xiàn)象。研究表明這種現(xiàn)象與部分湖區(qū)的“黑水團(tuán)”現(xiàn)象具有聯(lián)系性。因此，對(duì)湖泊沉積物膨脹過(guò)程中沉積物高程變化的研究對(duì)湖泊環(huán)境監(jiān)測(cè)、水質(zhì)保障、水生態(tài)修復(fù)、水生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估和水產(chǎn)養(yǎng)殖等具有重要意義。
　　近年來(lái)，微生物電化學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，微生物燃料電池逐漸成為一種全新的生物傳感方法。同時(shí)，沉積物微生物電化學(xué)技術(shù)是至今能夠突破理論，實(shí)現(xiàn)具體應(yīng)用的微生物電化學(xué)技術(shù)。沉積物微生物電化學(xué)技術(shù)構(gòu)造簡(jiǎn)單，其陽(yáng)極埋在還原性的沉積物中，陰極置放在空氣-水界面，陰陽(yáng)極之間的外電路接入負(fù)載。其作用機(jī)理為：在陽(yáng)極區(qū)的有機(jī)質(zhì)被產(chǎn)電微生物氧化分解利用，產(chǎn)生的電子到陽(yáng)極，再經(jīng)過(guò)外電路到達(dá)陰極形成電流，質(zhì)子則通過(guò)水溶液傳遞到陰極，并與氧氣反應(yīng)生成水。
　　根據(jù)沉積物微生物電化學(xué)陽(yáng)極和陰極上反應(yīng)機(jī)理，中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所江和龍團(tuán)隊(duì)博士王春柳設(shè)計(jì)了一種運(yùn)行互不干擾的垂直分布的多陽(yáng)極微生物電化學(xué)組新結(jié)構(gòu)（圖1），利用沉積物高程變化會(huì)影響到微生物電化學(xué)工藝的電信號(hào)輸出的原理，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)沉積物在1cm 尺度上的高度變化（圖2）。研發(fā)的裝置儀器能夠只用一臺(tái)儀器即可實(shí)現(xiàn)對(duì)沉積物高程變化的在線監(jiān)測(cè)，維護(hù)成本低且運(yùn)行穩(wěn)定，目前已通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了傳感器裝置的主要影響參數(shù)。此成果已授權(quán)發(fā)明專利（專利號(hào)201820703903.x），并以Real-time monitoring of sediment bulking through a multi-anode sediment microbial fuel cell as reliable biosensor 為題發(fā)表在Science of the total environment 期刊上。
　　該項(xiàng)工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金和中科院創(chuàng)新交叉團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目等的資助。
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　　圖1. 傳感器監(jiān)測(cè)裝置及原理圖
　　 
　　圖2. 多陽(yáng)極沉積物微生物燃料電池對(duì)沉積物高程變化的監(jiān)測(cè)結(jié)果