【摘 要】
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六价铬是一种具有高度移动性、高溶解性和高毒性的传统污染物。土壤中的六价铬容易被渗滤液释放到地下环境中,直接威胁地下水质量和人类健康。微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell,MFC）技术因其环保且可持续性为土壤的生物修复带来了新思路。本文以水淹土壤为例,利用MFC对六价铬污染土壤进行修复。首先,通过研究阴极结构（碳布、碳布/PTFE和炭黑）优化MFC修复体系,再探究导体介质（石墨和活
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六价铬是一种具有高度移动性、高溶解性和高毒性的传统污染物。土壤中的六价铬容易被渗滤液释放到地下环境中,直接威胁地下水质量和人类健康。微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell,MFC）技术因其环保且可持续性为土壤的生物修复带来了新思路。本文以水淹土壤为例,利用MFC对六价铬污染土壤进行修复。首先,通过研究阴极结构（碳布、碳布/PTFE和炭黑）优化MFC修复体系,再探究导体介质（石墨和活性炭）对系统产电性能和六价铬去除的促进作用,最后分析了不同离子交换膜下MFC阴极电子受体（单一Cr（Ⅵ）、单一O2和O2+Cr（Ⅵ））的竞争机制从而揭示修复机理。结果表明,污染土壤中的Cr（Ⅵ）主要由固相扩散到液相,并在上清液中去除。碳布阴极上清液中Cr（Ⅵ）的去除率（76.1%）最高,约为炭黑阴极（28.3%）的2.7倍;而炭黑阴极的产电性能最好,其最大功率密度（272.8 m W/m~2）约为碳布阴极（14.2 m W/m~2）的19倍。采用碳布非空气阴极时,土壤MFC中添加石墨和活性炭使Cr（Ⅵ）去除率分别提高了0.8%和16.5%;添加石墨使反应器内阻降低了15.1Ω,而添加活性炭使内阻升高了26.1Ω,这是由于石墨吸附作用较弱使土壤的导电能力增强,而活性炭的吸附作用占主导地位削弱了离子的迁移作用。采用Pt/C空气阴极能使MFC的产电性能提高98%,但Cr（Ⅵ）的去除率低于碳布非空气阴极,这是由于阴极p H值的升高和O2竞争导致的电子损失。单一Cr（Ⅵ）作电子受体时有利于Cr（Ⅵ）污染土壤的修复,且BP膜能够较好的控制体系p H值,其Cr（Ⅵ）的去除率约为CEM膜的1.6倍。
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