土壤中原油的微生物电化学降解试验研究

摘要

目前，我国的石油消费日益增多，石油从生产到使用过程中，每个环节都会造成不同程度的污染。石油类污染容易积累在土壤中，且不容易被降解，土壤中的污染又容易影响其他环境，威胁人类的健康。生物修复技术具有费用低、效果好、二次污染小等优点，可以用于石油污染治理，但是该技术在实际应用中修复效果不够理想。采用电化学与生物法联合可以弥补生物法的局限性。本课题分别针对生物强化法和生物刺激法的局限性，采用微生物-电动力法和微生物燃料电池法（Microbial Fuel Cell，MFC）降解土壤中石油污染。微生物-电动力法考察了电极切换对石油降解菌群和石油污染物在不均匀电场下的二维迁移/降解的影响；微生物燃料电池法考察了阳极材料、运行时间、接种物、阴极氧气形态和分隔膜等因素对降解土壤中原油效果的影响，优化条件，并考察微生物燃料电池与电动力法耦合对产电及石油降解能力的影响。 电动力-微生物试验结果表明，在不均匀电场下通过电动力可以快速、均匀的将筛选的石油降解菌群输送到土壤中，定期切换电极对石油烃的降解效果好，运行 10 天石油烃降解率可达10.44%，非交换电极的试验组降解率为8.37%。土壤MFC试验结果表明，碳棒为阳极、厌氧污泥为接种物、液体阴极、以质子膜为交换膜的微生物燃料电池产电效果和对土壤的修复效果好。在优化后的微生物燃料电池基础上，将电动力法与微生物电池耦合，用外加电动法的方式持续的向阴极输入氧气和质子，氧气作为电子受体的含量变高，有效提高土壤MFC的产电能力，输出电压达到334.2 mV，对石油烃的降解率提高到原来的1.1倍，这种方式的运行难点在于对反应室内pH值的控制，但是石油烃降解率的显著提高有助于土壤MFC的在修复环境应用方面的研究。

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