我國城市內(nèi)河污染嚴重,特別是南方許多大中型城市,通常依水而建,垃圾、污水等污染物未經(jīng)妥善處理排入河道,加之得不到有效的補水來源,使得河道及周邊環(huán)境迅速惡化。底泥作為河流的沉淀池,富含各種有機和無機物質(zhì),特別是一些難降解有機物,包括多環(huán)芳烴、除草劑、塑化劑和抗菌劑等。底泥中有機物會擴散到上覆水,進而影響到河道周圍的環(huán)境。已有研究表明,通過向底泥中投加電子供/受體（例如甲醇、硝酸鹽等）來強化有機污染物的降解。但是,單純的投加物質(zhì),對水體的調(diào)控作用有限,不能長時間的作用于底泥。基于生物電化學原理,調(diào)控陽極（電子受體）或陰極（電子供體）的生物電作用可以強化去除底泥中多種有機污染物（石油烴、多環(huán)芳烴等）,更重要的是,生物陽極作為固定的電子受體,不會產(chǎn)生其他的副產(chǎn)物,有良好的環(huán)境友好性。本研究通過電子供體（甲醇）/電子受體（氧氣）和生物電聯(lián)合作用,實現(xiàn)了底泥中有機污染物的強化降解,發(fā)現(xiàn)了修復過程中微生物群落演替規(guī)律及不同時期的優(yōu)勢菌屬,分析了不同污染物去除與潛在的功能菌屬間的相互關(guān)系,總結(jié)了外源電子供/受體聯(lián)合生物電強化底泥有機污染物的降解機制。外源電子供體甲醇刺激下,底泥中石油烴和多環(huán)芳烴的去除... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：138 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

底泥中物質(zhì)的傳遞與轉(zhuǎn)運[13]

1-3 沉積物自然生物修復（左）和典型底泥生物電化學系統(tǒng)程（右）中電子傳遞途徑和氧化還原反應(yīng)的概念圖[136] Conceptual illustration of the electron transport routes and redoxmediation of sediment (left) and typical SMFC enhanced process定電子受體生物陽極強化有機污染物降解底泥中引入電刺激能夠?qū)Φ啄嘀械拇罅坑袡C質(zhì)實現(xiàn)37]等利用底泥生物電化學系統(tǒng)來強化對底泥中石油烴的生物電刺激的反應(yīng)器與對照組對 TPHs 的去除率分別為人利用 BES 去除被石油污染的土壤，經(jīng)過 66 天的降解了 63.5-78.7%，而開路時的去除率為 37.6 43.4%，電流在 yang[139]的研究中，反應(yīng)器的體積為 100L，運行了電流，2 年后，其總 TOC 的去除率為 22%，而開路的底泥中引入電刺激對底泥中常規(guī)有機物的去除雖然遠然很慢。過程相比，電刺激能夠強化底泥中 PAHs 的降解。大

是 Shewanellaceae，它也存在于環(huán)境中[156,157]。細菌種類的優(yōu)勢在很大程度上依賴于環(huán)境。例如，Desulfuromonas 通常在海洋沉積物中更豐富，而 Geobact物種通常在淡水沉積物中占主導地位[158]。此外，Reimers 等人發(fā)現(xiàn)，微生物群落沿著沉積物中垂直位置陽極的長度變化很大，頂部的多樣性比底部差[159]。生物電化學系統(tǒng)的最終電子源是存儲在沉積物中的有機物或硫物質(zhì)。然而，大多數(shù)沉積的有機物不能被電活性微生物直接利用。相反，一般模型是復雜的有機物（OMs）首先被分解（通過水解）成較小的分子 OMs，如長鏈脂肪酸，可發(fā)酵的糖，芳香族化合物，氨基酸，然后進一步轉(zhuǎn)化（通過發(fā)酵）可被電活性微生物利用的各種揮發(fā)性有機酸（VFA）。這些發(fā)酵產(chǎn)物也可以被硫酸鹽還原細菌利用以產(chǎn)生硫化物，并因此通過硫物質(zhì)的循環(huán)間接地為SMFC 提供燃料[160]。因此，除了保持電活性微生物的主導地位之外，沉積物中不同的土著微生物群落之間的協(xié)同作用對于生物電化學系統(tǒng)也是至關(guān)重要的。然而，到目前為止，我們對沉積物微生物生態(tài)學及其代謝，電子相互作用的理解仍然非常有限。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]珠江口淇澳島海岸帶沉積物樣品參與甲烷循環(huán)和氮循環(huán)相關(guān)微生物的群落結(jié)構(gòu)及其它們與環(huán)境相互關(guān)系的研究[D]. 鄭燕平.廈門大學 2009



本文編號：3295866