零价铁强化沉积型微生物燃料电池降解三溴苯酚研究

发布时间：2020-05-17 00:38

【摘要】：底泥是城市生态系统的重要组成部分,也是污染物的主要蓄积地。底泥中污染物的释放会导致水体的二次污染,因此底泥修复对于打造城市良好的生态系统具有重要意义。2,4,6-三溴苯酚(TBP)是一种典型的溴系阻燃剂,用于环氧树脂、聚氨酯等高分子材料。以往研究显示,如同大部分溴化阻燃剂,TBP可引起发育性神经毒性、胚胎毒性和胎儿毒性,具有和雌激素类似的性质。而三溴苯酚在环境介质如土壤,河流沉积物,海洋生物和人体中均有检测出。因此研究底泥中三溴苯酚的降解具有重要意义。本研究通过向底泥中加入零价铁构建沉积型微生物燃料电池以促进底泥中三溴苯酚的降解,研究三溴苯酚的降解率,上覆水水质变化情况,微生物燃料电池电流大小和底泥微生物群落的变化情况。发现了零价铁对底泥微生物的富集和选择,从微生物群落角度解析了零价铁强化底泥中三溴苯酚等有机物降解机制。TBP的厌氧生物降解首先是通过微生物的还原作用,使三溴苯酚脱去溴原子,最终产物为苯酚,而苯酚在厌氧条件下很难再被继续矿化。30天时,加入零价铁的底泥中的微生物对三溴苯酚的脱卤效率达到接近100%,脱溴速度较对照组提高了0.6倍,实现了零价铁强化三溴苯酚脱溴。向SMFC反应器中加入零价铁促进了三溴苯酚的脱溴和降解速率,强化了底泥中苯酚和石油烃,多环芳烃等有机物的降解。反应100天时,SMFC+5%铁粉组中苯酚的降解率达到89%,石油烃和多环芳烃类等多种有机物降解率在13.40%-93.38%之间。向底泥中加入零价铁可以有效抑制上覆水的TOC浓度。加入零价铁能够提高SMFC反应器的电流,加入5%零价铁可将电流提高80%,达到0.45 mA。零价铁的加入富集了底泥中与酚类降解有关部分菌类:梭状芽胞杆菌的比例达到14.90%,而单独SMFC体系中该菌比例为7.95%,除此之外,脱硫弧菌被显著富集,比例达到3.25%,单独SMFC中该菌比例仅0.04%。同时脱硫弧菌的含量与电流大小,底泥中有机物的降解率呈显著正相关,从微生物群落角度解释了加入零价铁对有机物降解的影响。
【图文】：

示意图,原理,示意图,阳极

为中间体种途径包儿茶酚作DSL-1厌氧及研究电池(SMFCs)，一种提高水体沉由埋藏在厌氧沉积物中的阳极和细菌可以附着在阳极上或在阳极转移到阳极上，生成的电子透过74]，阴极的电子受体即上覆水中2001 年，Reimer 等[75]通过将阳的上覆海水中，结果发现构建的微生物及电位梯度收获低水平的电

反应器,底泥,高通量

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文较多因子作用下三溴苯酚降解效率、，优化耦合系统降解效能。A 基因的 Illμmina MiSeq 高通量测序微生物群落结构、组成及典型功能微高通量测序获得的大量数据，分析引。所示：反应器为直径 5 cm，高度为 2m，高度 4 cm。阳极浸没在底泥中，，0 Ω 的电阻连接，使用数据记录仪检始浓度 50 mg/kg 的底泥置于反应器泥中分别混合了底泥重量的 1%和 5%三组反应器：①SMFC②SMFC+1%个平行样。定期和补充上覆水和使用0 ℃冰箱以备取样。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM911.45;X52

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