双室微生物燃料电池对土壤中铅的去除研究

陆洪省，吴玉斌，张 瑶

(山东科技大学安全与环境工程学院，山东 青岛 266590)

传统的双室微生物燃料电池（Microbial fuel cell，即MFC）是由阳极室与阴极室组成，中间由质子交换膜隔开[1]，由于使用质子交换膜导致成本昂贵，通常膜（如使用Nafion117膜）的成本占全部费用的50%[2]以上，所以，本研究是以盐桥为质子交换通道，节省了大量成本。

产电细菌的种类很多，包括变形杆菌Proteobacteria、厚壁菌Firmicutes、土杆菌Geobacteraceae、拟杆菌Bacteriodetes及放线菌Actinobacteria[3]等。在多种细菌存在的条件下，研究MFC电子传递非常复杂，因此，考察单一产电细菌的电子传递机理，就成为提高MFC产电性能的重要途径之一。

目前，全世界平均每年排放约500万t铅，其中大部分会进入土壤[4]。在我国320个重金属重点污染区中，铅是最严重的污染元素之一[5]。现阶段，对于重金属铅污染的土壤进行治理的方法有物理化学法和生物修复法，其中，物理化学法对土壤搅动大，费用高，而生物修复法见效慢，且极易受土壤理化性质以及气候环境条件的影响，所以，利用微生物燃料电池（MFC）方法富集或去除土壤中重金属铅的报道非常少！

本研究首先从活性污泥中分离产电细菌，将此单一产电细菌在阳极室中培养，而阴极室中填充土壤，利用土壤双室MFCs装置进行研究以下研究：在土壤中添加葡萄糖对MFC产电性能的影响；阴极室土壤中Pb2+在MFC条件下的迁移规律；产电细菌的生理生化性质以及分类学位置，以此为利用土壤MFCs富集土壤中的重金属同时产生电能提供理论依据。

1 实验

1.1 MFC实验装置

采用双室MFC，实验装置如（图1）所示。……