多氯联苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)和三氯酚(Trichlorophenol,TCP)均为典型的持久性氯代有机污染物,主要赋存形态为底泥/土壤和地下水,构成潜在的环境风险。基于传统的生物法处理氯代有机物的研究,寻求更加高效、可控的强化措施成为了研究热点。本文主要针对生物电化学体系对于两种典型的氯代有机物还原脱氯以及共存环境因子的影响展开研究,其中包括:(i)微生物电化学体系强化PCBs的还原脱氯及铁氧化物共存的影响机制;(ii)生物电化学体系强化TCP还原脱氯及共存硝酸盐的影响规律;(iii)微生物群落结构对氯代有机物和共存环境因子的响应变化。首先构建生物电化学体系,同时考察了-0.5 V的电位刺激和铁氧化物的共存对于底泥微生物对PCBs的还原脱氯影响。以PCB 61为模型污染物,赤铁矿(α-Fe2O3)为铁氧化物的代表展开研究。结果表明,不论是开路(不施加电位)还是闭路(施加-0.5 V恒电位)条件,铁氧化物的添加均能促进PCB 61的脱氯转化,但是开路条件的强化作用不显著。进而通过不同铁氧化物实验结果表明,PCB 61的还原脱氯速率与吸附态Fe(II)浓度呈现出较好的线性关系,即说明体系中的活性Fe(II)物种是促进PCB 61还原脱氯的重要驱动力。高通量测序结果同样表明,闭路条件下铁氧化物的存在对于微生物群落组成有着显著的影响,而开路条件则较为接近。闭路条件的主要优势菌属为Geobacter和Desulfovibrio,且α-Fe2O3的添加能促进其生长,而开路条件下的主导功能菌属则为Hydrogenophaga。电刺激作用可以促进2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)的还原脱氯转化过程,而硝酸盐共存则延缓生物电化学体系的还原脱氯反应。2,4,6-TCP的脱氯途径为先发生邻位脱氯,然后再进行对位脱氯,最终完全脱氯形成苯酚。一方面,硝酸盐还原具有较高的氧化还原电位,可以优先作为电子受体被还原,由此导致2,4,6-TCP的还原速率降低;另一方面,电化学交流阻抗结果显示高浓度的硝酸盐不利于电极表明生物膜的生长,表现出电荷转移电阻的增加。生物电化学系统中脱氯菌W22和Dechloromonas占主导;低浓度硝酸盐共存时,同样是脱氯菌W22和Dechloromonas占主导作用;高浓度的硝酸盐共存时,微生物以反硝化功能为主,如Halomonas和Thauera。