微生物燃料電池對(duì)土壤中重金屬遷移的驅(qū)動(dòng)作用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-25 19:07
以受重金屬鎘與砷污染的土壤為基本物質(zhì)來構(gòu)建土壤微生物燃料電池,通過控制土壤中重金屬的種類與濃度梯度來進(jìn)行其對(duì)土壤MFC產(chǎn)電性能影響的研究,同時(shí)重點(diǎn)關(guān)注重金屬在土壤中的遷移情況,探究微生物燃料電池是否對(duì)土壤中重金屬的遷移產(chǎn)生了驅(qū)動(dòng)作用。鎘單獨(dú)污染土壤在四個(gè)遞增的濃度梯度下土壤MFC產(chǎn)生的穩(wěn)定電壓分別為:195~205 mV(Cd1)、180~190 mV(Cd2)、180~190 mV(Cd3)、175~185 mV(Cd4);最大功率密度分別為:11.3 mW/m2(Cd1)、9.7mW/m2(Cd2)、9.6mW/m2(Cd3)、9.4 mW/m2(Cd4);無污染對(duì)照組產(chǎn)電穩(wěn)定電壓為:195~205 mV,最大功率密度為:1 1.3 mW/m2;土壤MFC運(yùn)行30天,在不同的濃度梯度下,陽極微生物群落特征有一定差異。砷單獨(dú)污染土壤在五個(gè)遞增的濃度梯度下土壤MFC產(chǎn)生的穩(wěn)定電壓分別為:150~160 mV(As1)、140~150 mV(As2)、125~135 mV(As3)、80~90 mV(As4)、75~85 mV(As5);最大功率密度分別為:6.7 mW/m2(As1)、...
【文章來源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-2復(fù)合污染裝置簡(jiǎn)圖??Fig?2-2?Diagram?of?complex?pollution?device??
?第三章鎘的濃度對(duì)土壤MFC產(chǎn)電性能的影響研宄???第三章鎘的濃度對(duì)土壤MFC產(chǎn)電性能的影響研究??3.1引言??本次實(shí)驗(yàn)搭建不同濃度梯度下的鎘單獨(dú)污染土壤微生物燃料電池。研究不同濃??度梯度下的鎘單獨(dú)污染土壤對(duì)土壤MFC產(chǎn)電性能的影響。鎘的濃度梯度依次上升,??除去空白對(duì)照總共分為四個(gè)濃度梯度(四舍五入取整),一梯度為20mg/kg,二梯度??為40mg/kg,三梯度為90mg/kg,四梯度為170mg/kg。??3.2結(jié)果與討論??3.2.1鎘濃度對(duì)土壤MFC產(chǎn)電特性的影響??本次實(shí)驗(yàn)土壤MFC的陽極與陰極均選擇使用石墨氈,以內(nèi)尺寸長120?_、寬??30?mm、高40?mm有機(jī)玻璃制作的長方體布置搭建MFC,運(yùn)行周期達(dá)到30天,總共??五個(gè)組別的土壤MFC,輸出電壓隨時(shí)間的曲線如圖3-1所示。???對(duì)照〇??250?-?Cd1??I:賽/??5〇_?j’??0?|?■?I?'?I?■?I?J?I?■?I?I?1??0?5?10?15?20?25?30??時(shí)間/d??圖3-1五個(gè)組別MFC電壓曲線??Fig?3-1?Voltage?change?curves?of?five?group?MFC??土壤MFC運(yùn)行了?30天,在這30天的運(yùn)行期間,采集的電壓有一定的波動(dòng)性,??總體是表現(xiàn)出持續(xù)上升的態(tài)勢(shì)。在微生物燃料電池搭建好并接上負(fù)載形成回路之后,??微生物緩慢的生長,在陽極上及其附近的微生物生長速度加快,陽極周圍的微生物會(huì)??23??
10mV,第二濃度梯度為170?190?mV,第三濃度梯度為170?190?mV,第四濃度??梯度為165?185?mV。??第二十五天后所有組別的電池輸出電壓開始緩慢下降,說明MFC基質(zhì)土壤中的??有機(jī)質(zhì)消耗的較大,產(chǎn)電微生物活性降低。??400?-?對(duì)照??■??Cd1??350-?Cd2?/??3〇!?,??一?/?’?’??-50?|?1?I?1?I?■?I?1?I?1?I?1?1????0?5?10?15?20?25?30??時(shí)間/d??圖3-2五個(gè)組別MFC的產(chǎn)電量曲線??Fig?3-?2?Electricity?production?curve?of?five?group?MFC??通過處理土壤MFC在三十天運(yùn)行周期內(nèi)的輸出電壓數(shù)據(jù),并利用相關(guān)公式計(jì)算??五個(gè)組別的土壤MFC在其運(yùn)行時(shí)間內(nèi)產(chǎn)電量的累積值。對(duì)照組、第一濃度梯度、第??二濃度梯度、第三濃度梯度、第四濃度梯度的電池在三十天內(nèi)的累積產(chǎn)電量按照時(shí)間??變化所呈現(xiàn)的態(tài)勢(shì)如圖3-2所示。??24??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]多氨基多醚基甲叉膦酸土柱淋洗修復(fù)鎘污染土壤[J]. 劉藝蕓,張連紅,崔爽,孫秀菊. 遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[2]Cd污染土壤景觀修復(fù)植物篩選研究[J]. 曾鵬,曹霞,郭朝暉,肖細(xì)元,劉亞男,梁芳. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[3]Factors Affecting the Performance of Single-Chamber Soil Microbial Fuel Cells for Power Generation[J]. DENG Huan,WU Yi-Cheng,ZHANG Fan,HUANG Zong-Chuan,CHEN Zheng,XU Hui-Juan,ZHAO Feng. Pedosphere. 2014(03)
[4]礦區(qū)煉金廢渣的固化/穩(wěn)定化處理[J]. 趙述華,張?zhí)?陳志良,潘偉斌. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2013(12)
[5]土壤重金屬污染現(xiàn)狀及微生物修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 錢春香,王明明,許燕波. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(03)
[6]污灌區(qū)土壤重金屬污染分布及其影響因素研究[J]. 李政紅,張勝,馬琳娜,何澤,殷密英,張翠云. 干旱區(qū)資源與環(huán)境. 2010(11)
[7]重金屬污染土壤淋洗技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 呂青松,蔣煜峰,楊帆,朱琨. 甘肅農(nóng)業(yè)科技. 2010(03)
[8]螯合劑EDTA簡(jiǎn)介[J]. 程艷,高靜,徐紅納,田語林. 化學(xué)教育. 2009(05)
[9]污染土壤修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J]. 駱永明. 化學(xué)進(jìn)展. 2009(Z1)
[10]長期定位施肥對(duì)土壤中鎘含量的影響及其時(shí)空變異研究[J]. 韓曉日,王穎,楊勁峰,付時(shí)豐,劉寧. 水土保持學(xué)報(bào). 2009(01)
本文編號(hào):3362685
【文章來源】:北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-2復(fù)合污染裝置簡(jiǎn)圖??Fig?2-2?Diagram?of?complex?pollution?device??
?第三章鎘的濃度對(duì)土壤MFC產(chǎn)電性能的影響研宄???第三章鎘的濃度對(duì)土壤MFC產(chǎn)電性能的影響研究??3.1引言??本次實(shí)驗(yàn)搭建不同濃度梯度下的鎘單獨(dú)污染土壤微生物燃料電池。研究不同濃??度梯度下的鎘單獨(dú)污染土壤對(duì)土壤MFC產(chǎn)電性能的影響。鎘的濃度梯度依次上升,??除去空白對(duì)照總共分為四個(gè)濃度梯度(四舍五入取整),一梯度為20mg/kg,二梯度??為40mg/kg,三梯度為90mg/kg,四梯度為170mg/kg。??3.2結(jié)果與討論??3.2.1鎘濃度對(duì)土壤MFC產(chǎn)電特性的影響??本次實(shí)驗(yàn)土壤MFC的陽極與陰極均選擇使用石墨氈,以內(nèi)尺寸長120?_、寬??30?mm、高40?mm有機(jī)玻璃制作的長方體布置搭建MFC,運(yùn)行周期達(dá)到30天,總共??五個(gè)組別的土壤MFC,輸出電壓隨時(shí)間的曲線如圖3-1所示。???對(duì)照〇??250?-?Cd1??I:賽/??5〇_?j’??0?|?■?I?'?I?■?I?J?I?■?I?I?1??0?5?10?15?20?25?30??時(shí)間/d??圖3-1五個(gè)組別MFC電壓曲線??Fig?3-1?Voltage?change?curves?of?five?group?MFC??土壤MFC運(yùn)行了?30天,在這30天的運(yùn)行期間,采集的電壓有一定的波動(dòng)性,??總體是表現(xiàn)出持續(xù)上升的態(tài)勢(shì)。在微生物燃料電池搭建好并接上負(fù)載形成回路之后,??微生物緩慢的生長,在陽極上及其附近的微生物生長速度加快,陽極周圍的微生物會(huì)??23??
10mV,第二濃度梯度為170?190?mV,第三濃度梯度為170?190?mV,第四濃度??梯度為165?185?mV。??第二十五天后所有組別的電池輸出電壓開始緩慢下降,說明MFC基質(zhì)土壤中的??有機(jī)質(zhì)消耗的較大,產(chǎn)電微生物活性降低。??400?-?對(duì)照??■??Cd1??350-?Cd2?/??3〇!?,??一?/?’?’??-50?|?1?I?1?I?■?I?1?I?1?I?1?1????0?5?10?15?20?25?30??時(shí)間/d??圖3-2五個(gè)組別MFC的產(chǎn)電量曲線??Fig?3-?2?Electricity?production?curve?of?five?group?MFC??通過處理土壤MFC在三十天運(yùn)行周期內(nèi)的輸出電壓數(shù)據(jù),并利用相關(guān)公式計(jì)算??五個(gè)組別的土壤MFC在其運(yùn)行時(shí)間內(nèi)產(chǎn)電量的累積值。對(duì)照組、第一濃度梯度、第??二濃度梯度、第三濃度梯度、第四濃度梯度的電池在三十天內(nèi)的累積產(chǎn)電量按照時(shí)間??變化所呈現(xiàn)的態(tài)勢(shì)如圖3-2所示。??24??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[2]Cd污染土壤景觀修復(fù)植物篩選研究[J]. 曾鵬,曹霞,郭朝暉,肖細(xì)元,劉亞男,梁芳. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[3]Factors Affecting the Performance of Single-Chamber Soil Microbial Fuel Cells for Power Generation[J]. DENG Huan,WU Yi-Cheng,ZHANG Fan,HUANG Zong-Chuan,CHEN Zheng,XU Hui-Juan,ZHAO Feng. Pedosphere. 2014(03)
[4]礦區(qū)煉金廢渣的固化/穩(wěn)定化處理[J]. 趙述華,張?zhí)?陳志良,潘偉斌. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2013(12)
[5]土壤重金屬污染現(xiàn)狀及微生物修復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 錢春香,王明明,許燕波. 東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(03)
[6]污灌區(qū)土壤重金屬污染分布及其影響因素研究[J]. 李政紅,張勝,馬琳娜,何澤,殷密英,張翠云. 干旱區(qū)資源與環(huán)境. 2010(11)
[7]重金屬污染土壤淋洗技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 呂青松,蔣煜峰,楊帆,朱琨. 甘肅農(nóng)業(yè)科技. 2010(03)
[8]螯合劑EDTA簡(jiǎn)介[J]. 程艷,高靜,徐紅納,田語林. 化學(xué)教育. 2009(05)
[9]污染土壤修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J]. 駱永明. 化學(xué)進(jìn)展. 2009(Z1)
[10]長期定位施肥對(duì)土壤中鎘含量的影響及其時(shí)空變異研究[J]. 韓曉日,王穎,楊勁峰,付時(shí)豐,劉寧. 水土保持學(xué)報(bào). 2009(01)
本文編號(hào):3362685
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