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本研究充分结合了土壤在结构上具备建立微生物燃料电池(MFC)的有利条件和MFC在功能上对难降解有机物具有净化效能的特点,将MFC建立在土壤环境中,构建全新的土壤微生物燃料电池(土壤MFC),在产电的同时修复土壤有机污染。 本研究以六氯苯(HCB)为目标污染物,研究了土壤MFC同步降解HCB及产电特性;通过分析中间产物,研究了HCB在土壤MFC中的降解途径;研究了土壤MFC产电效能及HCB去除性能的影响因素及规律。实验结果如下: (1)在30℃及以乙酸钠(COD浓度为2000mg/kg)作为共基质条件下,成功构建了土壤MFC,在8周实验期内形成4个产电周期,最大产电电压为225mV,电池内阻约为973Ω。土壤MFC对HCB的去除率为67.82%,高于断路土壤MFC对照系的52.49%及不添加厌氧污泥的断路土壤MFC的38.92%。此差异显示了MFC及厌氧污泥的接种对土壤中难降解有机污染物HCB的净化效能具有明显促进作用。 通过GC-MS降解及降解中间产物测定,分析HCB在土壤MFC和断路土壤MFC中的降解途径均为HCB→五氯苯→1,2,3,5—四氯苯→1,3,5—三氯苯。而不添加厌氧污泥的断路土壤MFC中未检测出任何降解产物,说明在本实验条件下土壤自有微生物无法对HCB进行有效降解和去除。 (2) HCB不同污染浓度对土壤MFC降解HCB影响较大,随着污染物浓度的提高,HCB的去除率降低,且排除挥发和活性炭吸附作用后HCB真正的降解率也是逐渐降低的,但降解量逐渐增大;不同外接电阻值对土壤MFC性能有重要影响,随着外接电阻值的减小,输出电压减小,电流增大,HCB的去除率也同时增加。在长期运行的土壤MFC中,其外接电阻越接近电池内阻,土壤MFC可获得的功率密度越大,实际内阻越小;添加表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)对土壤MFC产电影响不大,但对HCB的去除率有较大影响,添加SDS比不添加SDS的土壤MFC中HCB的去除率提高20.81%。