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六价铬(Cr(Ⅵ))是工业污水中常见的一种有毒重金属,其对环境及人类造成的危害已成为社会亟待解决的问题。近年来,微生物燃料电池(MFC)因为其可直接将高毒性的Cr(Ⅵ)还原成低毒性的三价铬(Cr(III))、效率高和无二次污染等优点,成为六价铬污染水体生物修复的新方法,并引起社会的广泛关注同时获得了较快的发展。本研究从黄河兰州段西固工业区排污口分离纯化具有Cr(Ⅵ)抗性的菌株,并利用Cr(Ⅵ)抗性和还原能力较强的菌株构建微生物燃料电池生物阴极促进Cr(Ⅵ)还原,同是确定菌株的电子传递机制。除此之外将Cr(Ⅵ)作为沉积物燃料电池(SMFC)阴极电子受体来实现阴极水体中Cr(Ⅵ)和阳极沉积物中有机物的同时去除。研究结果表明,分离得到的21株具有Cr(Ⅵ)抗性和还原能力的菌株中,纤维微杆菌属菌株LZU-26菌株Cr(Ⅵ)还原能力最强,0.4 mmol/L初始Cr(Ⅵ)在LZU-26的作用下24 h铬还原率可以达到95.89%,在48 h后达99.97%。将LZU-26运用在微生物燃料电池生物阴极,所获得的最大电压和最大功率密度分别为68 mV和6.8W/cm2。且生物阴极Cr(Ⅵ)还原率(68.9%)也远高于化学阴极(14.7%)和对照组(2.7%)。Cr(Ⅵ)为电子受体的沉积物燃料电池(SMFC)最大电压可达110 mV。Cr(Ⅵ)为电子受体的SMFC,O2为电子受体的SMFC和开路状态下的SMFC总有机碳(TOC)的去除率分别是30.07%,13.74%和7.84%,这一数据证明Cr(Ⅵ)为电子受体将沉积物TOC去除率提高了2.18倍。以Cr(Ⅵ)为电子受体的SMFCS长期运行48天4个周期,六价铬还原率和产电能力均稳定。MiSeq测序的结果表明Cr(Ⅵ)为电子受体的沉积物电池阳极表面产电生物膜的微生物多样性低于原始沉积物微生物多样性。在沉积物燃料电池组产电生物膜中,拟杆菌门占总操作单元(OTU)的42.9%,其次是变形菌门(33.6%),绿弯菌门(7.5%),广古菌门(7.5%),厚壁菌门(3.3%)。因此微生物燃料电池阴极处理含铬废水,将会是一种高效,节能和环境友好的方法。