电辅助微生物还原降解五氯酚的电子传递机理

第63卷第12期化工学报V01．63No．122012年12月CIESCJournalDecember2012电辅助微生物还原降解五氯酚的电子传递机理曹占平1，张景丽2，张宏伟1(1天津工业大学中空纤维膜材料与膜过程教育部重点实验室，天津300160；2天津城市建设学院环境与市政工程学院，天津300384)摘要：针对微生物还原降解五氯酚(PCP)缺乏电子供体及过程缓慢的问题，将电化学(电辅助)引入微生物还原降解过程。研究发现电辅助微生物体系的降解效率为97％，这比微生物体系(降解效率为62％)和电化学体系(降解效率为26％)的加和高约10％。对比研究了电辅助微生物体系和电化学体系对PCP还原降解的循环伏安曲线，结果表明：电辅助微生物体系的循环伏安曲线上存在明显的氧化还原峰，电子传递速率为0．856m·s，电子传递系数为2．024。为两电子传递过程，符合生物降解规律，证实了电辅助加速了微生物降解过程的电子传递速率。电辅助微生物体系中存在着电极、细胞色素e、cty·bcl、NAD和污染物间的逆向电子传递途径，可实现电极一微生物一污染物间多相界面的长程电子传递过程。该研究为环境污染治理提供了一种电辅助与微生物协同作用的新理念。关键词：电辅助微生物；五氯酚；细胞色素C；长程电子传递；逆向传递DOI：10．3969／j．issn．0438～1157．2012．12．043中图分类号：X703．1文献标志码：A文章编号：0438一1157(2012)12—4042—06Electrontransfermechanismofpentachlorophenolreductioninelectro-assistedmicrobialsystemCAOZhanpin91，ZHANGJingli2，ZHANGHongweil(1KeyLaboratoryofHollowFiberMembraneMaterialandMembraneProcessofMinistry。厂Education，TianjinPolytechnicUniversity，Tianjin300160，China；2Schoolo厂EnvironmentalandMunicipalEngineering，TianjinInstituteofUrbanConstruction，Tianjin300384，China)Abstract：Electrochemistry(electro—assisted)wasintroducedtothemicrobialreductionofPCPinordertoresolvethelackofelectrondonorandtheslowreductionrate．ItwasfoundthatthePCPdegradationefficiencyof97％intheelectro—assistedmicrobialsystemwashigherthantheSUmofthatof62％inthemicrobialsystemandthatof26％intheelectrochemicalsystembyabout10％．Thecyclicvohammetry(CV)curvesofthePCPreductiondegradationintheelectro—assistedmierobialsystemandintheelectrochemicalsystemwerecompared。Therewereobviousredoxpeaksinthecyclicvoltammetrycurvesoftheelectro—assistedmicrobialsystemandtheelectrontransferratewas0．856m·s一。，theelectrontransfercoefficientwas2．024inatwo—electrontransferprocess，whichconformedtothebiodegradationcharacteristics．Theelectrongivenbytheelectricfielddidaccderatetheelectrontransferduringthemicrobialrespiration．Therewasreverseelectronictransferbetweentheelectrodes，cytochromeC，cty·bcl，NADandpollutantsintheelectro—assistedmicrobialsystemandthelong—rangeelectrontransfer2012—0507收到初稿，2012—06—24收到修改稿。联系人及第一作者