高氯酸鹽是一種新興的持久性污染物,廣泛存在于地表水和地下水中。生物還原法是處理高氯酸鹽污染水的一種有效并且經(jīng)濟(jì)的方法。在本文中,利用瀏陽河天然沉積物作為微生物的接種物,接種到雙室生物膜電極反應(yīng)器(BER)中,研究了在原位電解水產(chǎn)氫氣的輔助下,氫自養(yǎng)微生物對(duì)高氯酸鹽的還原。為了避免極端pH和電子直接轉(zhuǎn)移對(duì)高氯酸鹽還原的影響,設(shè)計(jì)了一種新的陰極結(jié)構(gòu)。在連續(xù)模式下研究了高氯酸鹽的生物還原。通過高通量測(cè)序分析了生物膜中微生物群落結(jié)構(gòu)的演變和微生物種群的相對(duì)豐度,以及各個(gè)階段的優(yōu)勢(shì)菌群和關(guān)鍵功能菌群。此外,還闡明了利用陰極表面原位生成的氫作為電子供體來生物還原高氯酸鹽的降解途徑。所得結(jié)論如下:(1)瀏陽河水樣和底泥樣品中的高氯酸鹽含量均低于檢測(cè)限。底泥中的微生物在梯度濃度高氯酸鹽的篩選下,成功富集出能夠利用氫氣作為電子供體,特異性還原高氯酸鹽的自然環(huán)境微生物。并且通過高通量測(cè)序的方法分析了各濃度下微生物的多樣性和菌種分布情況。(2)在雙室生物膜電極反應(yīng)器中,利用自然環(huán)境樣品中富集的高氯酸鹽還原菌生物膜,可以實(shí)現(xiàn)高氯酸鹽的原位生物還原。采用陰極產(chǎn)生的氫氣作為電子供體,通過生物膜中多種微生物的聯(lián)合反...

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1PRB生物還原高氯酸鹽的機(jī)理[41]

電解氫驅(qū)動(dòng)生物膜還原高氯酸鹽的性能及微生物群落響應(yīng)機(jī)制研究4圖1.1PRB生物還原高氯酸鹽的機(jī)理[41]Figure1.1ThemechanismforthebiologicalreductionofperchloratebyPRB可用于生物高氯酸鹽還原的電子供體類型非常豐富。表....

圖1.2高氯酸鹽/氯酸鹽和硝酸鹽還原過程[32]

[60]在以乙酸鹽為原料的顆粒活性炭基（GAC）流化床反應(yīng)器（FBR）中實(shí)現(xiàn)了從合成的離子交換鹵水中實(shí)現(xiàn)高氯酸鹽的完全還原。一些研究表明，相較于其他電子供體，乙酸鹽在高氯酸鹽還原中具有更好的性能[61,62]。Lian等[61]比較了乙酸鹽、琥珀酸蔗糖和葡萄糖對(duì)高氯酸鹽生物還原和....

圖1.3以甲烷為電子供體的高氯酸鹽降解機(jī)理[13]

電解氫驅(qū)動(dòng)生物膜還原高氯酸鹽的性能及微生物群落響應(yīng)機(jī)制研究10圖1.3以甲烷為電子供體的高氯酸鹽降解機(jī)理[13]Figure1.3MechanismsofthedegradationofperchloratewiththeCH4整體來看，有機(jī)電子供體因?yàn)槠淙菀撰@取和較好的高氯酸鹽....

圖1.4使用陰極作為高氯酸鹽生物還原的電子供體的電子轉(zhuǎn)移機(jī)理Figure1.4Mechanismsofelectrontransferusingcathodeaselectrondonorfor

子穿梭體便于可溶性酶和電極之間電子傳遞[123]。在MFC中，還原速率主要受細(xì)菌與陽極之間電子轉(zhuǎn)移的限制[124]。近年來，人工合成的外源性氧化還原介質(zhì)，如....

本文編號(hào)：3944046