近日,我院湿地生态与环境课题组2017级硕士研究生狄丽燕在植物根系泌氧对人工湿地耦合微生物燃料电池处理硝基苯废水的研究领域取得了重要进展。相关成果以“Influence of plant radial oxygen loss in constructed wetland combined with microbial fuel cell on nitrobenzene removal from aqueous solution”为题发表在国际期刊Journal of Hazardous Materials(SCI一区,Top期刊,IF=7.650)。青岛大学为第一作者单位,狄丽燕硕士为第一作者,我院孔范龙副教授和王森老师为通讯联系人。该研究得到了山东省自然科学基金的资助。
实验探究了在人工湿地耦合微生物燃料电池(CW-MFC)系统中3种人工湿地植物根系泌氧(ROL)情况,以及ROL对硝基苯(NB)废水和产电性能的影响研究。与未种植植物的反应器相比,种植植物反应器中植物的ROL和根生物量对NB废水去除具有促进作用。在20~200 mg/L的NB浓度下,种植水葱(Scirpus validus)的反应器相较于种植香蒲(Typha orientalis)和黄花鸢尾(Iris pseudacorus)的反应器对NB废水的去除效果较好。其中水葱对NB具有更高的耐受性;在200 mg/L的NB浓度下,水葱拥有较高的DO浓度(2.57±0.17 mg/L)和根生物量(16.42±0.18 g/m2),从而有利于产生最高的功率密度(19.5 mW/m2)和电压(590 mV))以及NB去除率(93.9 %);通过对阴阳极的样品进行高通量测序,结果表明产电菌(如Ferruginibacter、Geobacter)和主要的NB降解菌(如Pseudomonas、Comamonas)主要富集于种植植物的阴阳极样品中,尤其在种植水葱的反应器中表现较为明显。综上所述,水葱适宜种植在CW-MFC系统中,从而可以更好地实现在降解NB废水的同时进行产电。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.122542