【摘要】：六價鉻(Cr(Ⅵ))是工業(yè)污水中常見的一種有毒重金屬,其對環(huán)境及人類造成的危害已成為社會亟待解決的問題。近年來,微生物燃料電池(MFC)因為其可直接將高毒性的Cr(Ⅵ)還原成低毒性的三價鉻(Cr(III))、效率高和無二次污染等優(yōu)點,成為六價鉻污染水體生物修復(fù)的新方法,并引起社會的廣泛關(guān)注同時獲得了較快的發(fā)展。本研究從黃河蘭州段西固工業(yè)區(qū)排污口分離純化具有Cr(Ⅵ)抗性的菌株,并利用Cr(Ⅵ)抗性和還原能力較強的菌株構(gòu)建微生物燃料電池生物陰極促進Cr(Ⅵ)還原,同是確定菌株的電子傳遞機制。除此之外將Cr(Ⅵ)作為沉積物燃料電池(SMFC)陰極電子受體來實現(xiàn)陰極水體中Cr(Ⅵ)和陽極沉積物中有機物的同時去除。研究結(jié)果表明,分離得到的21株具有Cr(Ⅵ)抗性和還原能力的菌株中,纖維微桿菌屬菌株LZU-26菌株Cr(Ⅵ)還原能力最強,0.4 mmol/L初始Cr(Ⅵ)在LZU-26的作用下24 h鉻還原率可以達到95.89%,在48 h后達99.97%。將LZU-26運用在微生物燃料電池生物陰極,所獲得的最大電壓和最大功率密度分別為68 mV和6.8W/cm2。且生物陰極Cr(Ⅵ)還原率(68.9%)也遠高于化學(xué)陰極(14.7%)和對照組(2.7%)。Cr(Ⅵ)為電子受體的沉積物燃料電池(SMFC)最大電壓可達110 mV。Cr(Ⅵ)為電子受體的SMFC,O2為電子受體的SMFC和開路狀態(tài)下的SMFC總有機碳(TOC)的去除率分別是30.07%,13.74%和7.84%,這一數(shù)據(jù)證明Cr(Ⅵ)為電子受體將沉積物TOC去除率提高了2.18倍。以Cr(Ⅵ)為電子受體的SMFCS長期運行48天4個周期,六價鉻還原率和產(chǎn)電能力均穩(wěn)定。MiSeq測序的結(jié)果表明Cr(Ⅵ)為電子受體的沉積物電池陽極表面產(chǎn)電生物膜的微生物多樣性低于原始沉積物微生物多樣性。在沉積物燃料電池組產(chǎn)電生物膜中,擬桿菌門占總操作單元(OTU)的42.9%,其次是變形菌門(33.6%),綠彎菌門(7.5%),廣古菌門(7.5%),厚壁菌門(3.3%)。因此微生物燃料電池陰極處理含鉻廢水,將會是一種高效,節(jié)能和環(huán)境友好的方法。
[Abstract]:Hexavalent chromium (Cr (鈪，

本文編號：2364017