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石油是各国经济和工业发展的重要能源支柱之一，然而在石油的开采、炼制和运输过程中，大量的石油及其制品由于各种途径进入土壤环境并对生态系统与人类健康造成严重危害。土壤微生物燃料电池（Microbial fuel cell，MFC）修复技术是一种新型的原位土壤修复技术，与传统的土壤修复方法相比在去除污染物的同时能够获取电能。 为了提高土壤MFC活性炭空气阴极片的性能，探究了空气阴极片的体积密度以及扩散层和催化层的压网顺序对阴极片性能的影响。空气阴极片的制作方法为辊压法，阴极片的集流体为不锈钢网。由于内部电阻的降低和氧还原反应活性的提高，体积密度低的空气阴极片的最大功率密度为2503±61 mW/m2比体积密度高的空气阴极片的最大功率密度高29％。通过将催化层先压入不锈钢网中而制作成的空气阴极片，其最高的电流交换密度高达1.26 A/m2，而最低电荷转移电阻降到1.5Ω。通过降低空气阴极片体积密度和改变催化层和扩散层的压网顺序而制成的新型空气阴极片具有最优的性能，其性能的提高主要是通过增加阴极片的孔隙度和活性炭催化层与集流体的接触面积，进而提高了阴极片的传质速率。 为了探究土壤MFC系统的构型对反应器的修复效果以及产电性能的影响，设置了水平排布（HA）和垂直排布（VA）两种不同阳极排布方式的土壤MFC进行比较。经过135天的运行后，HA反应器和VA反应器中输出的电荷分别为833 C和762 C。HA反应器中总石油烃（TPH）的去除率为12.5％，比VA反应器的降解率（8.3％）和开路反应器的降解率（6.4％）分别高出50.6％和95.3％。碳指纹分析表明，HA反应器中烷烃和多环芳烃的降解率显著高于其在VA反应器的降解率。HA反应器中较低的传质阻力可能是导致其电荷的输出量大和TPH降解率高的主要原因。反应器运行结束后，HA反应器中土壤的 pH值从8.26上升到9.12，电导率从1.99 mS/cm下降到1.54 mS/cm，而VA反应器中土壤的pH值从8.26上升到8.64，电导率从1.99 mS/cm下降到至1.46 mS/cm。由于HA反应器既增强了生物降解石油烃的能力又提高了电荷的输出量，因此阳极水平排列的MFC在未来的实际应用中是一种很有前景的构型。