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本研究充分利用了土壤在结构上易形成微生物燃料电池(MFC)的有利条件,和重金属在电场作用下会发生迁移的特点,将MFC建立在土壤环境中,构建新型的土壤微生物燃料电池(土壤MFC)。利用土壤MFC所产生的微电场,通过其产电机制与重金属可迁移性的耦合,实现对土壤中重金属的去除。本课题以重金属Cu为目标污染物,研究了EDTA-Na、柠檬酸钠、柠檬酸、皂素在不同浓度、不同pH、不同水土比的条件下对土壤中Cu脱附效率的影响以确定土壤中Cu的最佳脱附条件。在此基础上研究加入EDTA-Na2与不加EDTA-Na2对微生物燃料电池的产电及重金属铜去除效率的影响。考察了土壤微生物燃料电池在不同外阻、不同电极间距、不同土壤pH下对电池产电性能及对Cu的去除效率的影响。结果表明：(1)确定了浓度为20g/L,pH为7的EDTA-Na2为重金属铜的最佳脱附条件。在此条件下构建了水土比为40%的土壤MFC,在70天的实验周期内形成5个产电周期,添加EDTA-Na2的土壤MFC的最大电压为365mV,系统内阻约为941.66Ω；未添加EDTA-Na2的土壤MFC的最大电压为279mV,系统内阻约为1014.6Ω。说明EDTA-Na2的加入提高了土壤MFC的产电电压,降低了土壤MFC的内阻。(2)土壤MFC中的水溶态铜的含量随运行时间而减少,即迁移出土壤的铜随运行时间而增加。实验结束时,加入EDTA-Na2脱附剂的闭路土壤MFC对铜的去除率23.62%,高于加入EDTA-Na2脱附剂的断路土壤MFC的6.17%及不加EDTA-Na2脱附剂的闭路土壤MFC的8.67%。结果反映了土壤MFC中EDTA-Na2的引入和产电效应对铜去除效能的影响和促进作用。修复后的闭路土壤MFC从阳极到阴极pH逐渐增大,阳极pH大约为7.0,阴极pH大约为8.3,而断路土壤MFC的各段pH相差不大,大约为7.5。(3)随着外接电阻值的减小,系统输出电压减小,电流增大。在长期运行的土壤MFC中,外接电阻越接近电池内阻,其可获得的功率密度越大,土壤中Cu的去除率与输出电压呈正相关关系；在100mm-80mm范围内,缩小电极间距可提高土壤MFC产电性能,超出此范围继续缩小间距反而不利于土壤MFC产电。土壤MFC随电极间距的减小,内阻逐渐减小。铜的去除率受输出电压和电极间距的双重影响。阴阳极间距越长,迁移路径延长,重金属去除率降低。初始营养液pH为7的土壤MFC产生的电压最高,初始营养液pH为3的土壤MFC产生的电压最低。土壤MFC在初始营养液pH为3时,内阻最大,其他三组土壤MFC的内阻相差不大。铜的去除率受输出电压和土壤中pH的双重影响,初始营养液pH为3、5、7、9的土壤MFC对重金属铜的去除率分别为14.46%、19.79%、27.96%、13.63%。pH越高,土壤中重金属铜的水溶态含量越低,乙酸可提取态含量越高。(4)最后,对土壤微生物燃料电池修复重金属污染土壤的基础研究进行了总结,并指出今后的研究方向。