【摘要】：本研究充分利用了土壤在構(gòu)造上易于形成微生物燃料電池的天然優(yōu)勢,成功構(gòu)建土壤微生物燃料電池(土壤MFC),同時(shí)發(fā)揮MFC對難降解有機(jī)物的凈化效能。通過土壤MFC產(chǎn)電機(jī)制與凈化機(jī)制的有效耦合,實(shí)現(xiàn)對土壤難降解有機(jī)物的凈化。本課題以六氯苯(HCB)為目標(biāo)污染物,研究了土壤MFC的產(chǎn)電特性及對HCB的凈化效能；通過對HCB中間產(chǎn)物的測定,分析了HCB在土壤MFC中的降解途徑；考察了不同外阻、不同緩沖液濃度、不同電極間距對土壤MFC系統(tǒng)產(chǎn)電性能、HCB凈化效能的影響,由土壤MFC內(nèi)電子流動(dòng)機(jī)制分析了土壤MFC促進(jìn)HCB降解作用的原因。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：(1)以農(nóng)田土、在pH為7、土壤含水率為40%的條件下成功構(gòu)建土壤MFC,在56天的時(shí)間內(nèi)形成4個(gè)產(chǎn)電周期,系統(tǒng)的最大電壓為154mV,系統(tǒng)內(nèi)阻為1009.03Ω。閉路土壤MFC對HCB的去除率為53.54%,高于斷路土壤MFC的36.08%及無厭氧污泥斷路土壤MFC的28.88%。閉路土壤MFC、斷路土壤MFC及無厭氧污泥斷路土壤MFC三個(gè)系統(tǒng)對HCB去除率的差異,分別反映了土壤MFC中厭氧污泥的引入和產(chǎn)電效應(yīng)對難降解有機(jī)物HCB的去除具有促進(jìn)作用。由GC-MS檢測土壤MFC中HCB降解的中間產(chǎn)物,閉路和斷路土壤MFC中HCB的降解途徑均為HCB→五氯苯→1,2,3,5!!四氯苯→1,3,5一三氯苯。(2)隨著外接電阻值的減小,系統(tǒng)輸出電壓減小,電流增大,HCB的去除率也同時(shí)增加。在長期運(yùn)行的土壤MFC中,外接電阻越接近電池內(nèi)阻,其可獲得的功率密度越大；土壤MFC中緩沖液濃度越大,輸出電流越大,內(nèi)阻越小且在一定范圍內(nèi)(0.05-0.2M)緩沖液濃度與輸出電流呈顯著的線性正相關(guān)性,HCB的降解速率及去除率均隨緩沖液濃度的升高而增大,NaCl的添加對土壤MFC產(chǎn)電的提高及HCB降解的促進(jìn)效果不明顯；土壤MFC隨電極間距的減小,輸出電流及HCB去除率先升高后降低,內(nèi)阻先減小后增大,在一定范圍內(nèi)(80mm-140mm),縮小電極間距可提高土壤MFC產(chǎn)電及對HCB的凈化效能,超出此范圍繼續(xù)縮小間距(60mm)反而不利于土壤MFC產(chǎn)電及HCB的降解。由土壤MFC系統(tǒng)的電子流動(dòng)機(jī)制,說明了是電極作用下電子分配方式的改變及共基質(zhì)效應(yīng)是土壤MFC促進(jìn)HCB降解的重要原因。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X53

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4 印霞h，

本文編號：2518763