生态学杂志 ›› 2026, Vol. 45 ›› Issue (8): 2809-2816.doi: 10.13292/j.1000-4890.202608.031
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姚淑华,张静,孙娜,许阳,袁梅婷,郑阳*
YAO Shuhua, ZHANG Jing, SUN Na, XU Yang, YUAN Meiting, ZHENG Yang*
摘要: 砷(As)是一种高毒性类金属,广泛存在于采矿、冶金和农药废水中,易在生物体内富集,具有致癌性,严重威胁人类健康和生态安全。本研究以模拟红糖废水为底物,含砷\[As(Ⅲ)\]废水为阳极液,构建双室微生物燃料电池(MFC),基于厌氧氧化原理,探究了初始As(Ⅲ)浓度对MFC输出电压、As及COD去除率的影响。结果表明,底物浓度为2 g·L-1时,稳态电压持续35 h,产电性能最佳;在此条件下,初始As(Ⅲ)浓度为1 mg·L-1时,As(Ⅲ)、As(T)的去除率分别为99.5%、98.6%,去除效果最佳,优于目前商用的吸附除As技术(85%~95%);初始As(Ⅲ)浓度为2 mg·L-1时,功率密度最大,COD去除率最高;利用扫描电子显微镜(SEM)观察到阳极碳毡有杆状、块状和片状物质附着;X射线光电子能谱(XPS)分析结果显示,As(Ⅴ)占比达71.11%,表明大部分As(Ⅲ)已被氧化为As(Ⅴ),并吸附在碳毡上,验证了MFC基于厌氧氧化法去除As的可行性与有效性。高通量测序技术分析结果表明,优势微生物类群为变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和固氮螺菌属(Azospirillum)、梭状芽孢杆菌属(Clostridium_sensu_stricto_1)。本试验基于厌氧氧化原理,在产生电能的同时去除有机和无机污染物,为含As废水处理提供了新的思路和实验依据。