沉积物微生物燃料电池修复水体沉积物研究进展

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1、第29卷第11期现代化工(J、．20092009年11月Mte⋯《lhemicatlII1str3；-15·沉积物微生物燃料电池修复水体沉积物研究进展宋天顺，晏再生，胡颖，江和龙(中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室，江苏南京21o008)摘要：沉积物微生物燃料电池在修复水体沉积物的研究近年来受到广泛关注。相比较传统的原位生物修复技术，其不需要投加电子受体或供氧剂，而是以电极作为电子受体，并可在氧化有机物的同时产生一定的电能。本文详细介绍了其工作原理和特点，并阐述了阴极、阳极、电极间距、溶解氧浓度、外电阻、底物传质、微生物、水体种类对其的影响，对今后的应用和研发重点进行

2、了展望。关键词：微生物燃料电池；沉积物；修复中图分类号：x131．2文献标识码：A文章编号：0253—4320(2009)11—0015—05ProgressinaquaticsedimentremediationbysedimentmicrobialfuelcellSONGTian-shun，YANZai-sheng，HU，JIANGHe-long(StateKeyLaboratoryoflakeScienceandEnvironment，NanjingInstituteofGeographyandLimnology，ChineseAcademyofSciences，Nanjing21

3、0008，China)Abstract：Inrecentyears，sedimentmiembialruelcell(SMFC)attractsmuchmoreattentioninaquaticsedimentremediation．Comparedwiththeconventional／nsitubioremediationmetho~，SMFCdoesnotrequiredosingofchemicalagentsaselectronacceptorand／oroxygensupply，butallelectrodeisusedasanelectronacceptor．InSMFC

4、systems，acertainamountofpowerenergycanbegeneratedfromoxidationoforganicmattersinsediments．Inthispaper，theprincipleandcharacteristicsofSMFCaresummarizedsystematically．Inaddition，themain~ctomaboutSMFCoperationareanalyzedindetail，withtheemphasisonelectrodetype，electrodespacing，dissolvedoxygenconcent

5、ration，externalresistance，substratemasstransfer，microorganism,andwaterbodytypos．Furthermore，thedevelopmentprospectandfutureresearchfocusesforSMFCarepresented．Keywords：micmbialrue1cell；sediment；remediation随着经济的快速发展和人民生活水平的日益提浚带来的环境干扰，因而是理想的污染底泥治理方高，河湖两岸工厂、农业、生活废水不加以处理直接法。对富含有机污染物的沉积物，让微生物在原地排入河流湖泊

6、而导致的流域水体污染问题日趋严直接分解是比较理想的办法。虽然经过纯培养，发重。现行的主要方法是减少并控制生活污水和工业现有些微生物能较大程度分解PAHs、PCBs等有机污水直接向河流湖泊的排放量，即对污染源进行处物，但要制成在原位能活跃分解有机物的产品，目前理和减排。但是还会有相当数量的污水排人城市河的效果还不理想l5J。原位处理需要投加具有高效流，日积月累后这些营养盐会在沉积物(底泥)中蓄降解作用的微生物和营养物，有时还需投加电子受积，当外源被切断后，沉积物中营养盐不可避免向水体或供氧剂，但外加的微生物或其他物质易受水力体释放，在合适的条件下，这种释放会更加剧烈_1I4J，条件及土著微

7、生物等因素的强烈影响，难以达到预从而会继续导致河流湖泊水体的污染。因此，加强期的效果。因此一种新的原位修复技术——沉积物对污染沉积物的治理已刻不容缓，势在必行。微生物燃料电池技术便应运而生。底泥搬运到其他场所再进行集中的生物修复，微生物燃料电池(MicrobialFuelCel1)是利用电成本高昂。原位生物修复不需疏浚而直接对底泥进化学技术将微生物代谢能转化为电能的一种装置，行处理，这样既可节省大量的疏浚费用，又能减少疏最早是由英国