农业环境科学学报

作者：王晓欧,夏唯宜,王慧欣,李佳音,薛明

单位：河北工业大学能源与环境工程学院, 天津 300401,河北工业大学能源与环境工程学院, 天津 300401,河北工业大学能源与环境工程学院, 天津 300401,河北工业大学能源与环境工程学院, 天津 300401,河北工业大学能源与环境工程学院, 天津 300401

关键词：人工湿地,微生物燃料电池,阴离子表面活性剂,十二烷基苯磺酸钠,微生物,电化学活性菌,

基金：河北省中央引导地方科技发展资金项目（226Z3605G）；河北省自然科学基金（E2020202027）

直链烷基苯磺酸盐（LAS）是日化领域应用最为广泛的阴离子表面活性剂，烷基苯磺酸盐及其降解中间产物已经成为环境中常见的代表性有机污染物。本研究以十二烷基苯磺酸钠（SDBS）为目标LAS，通过小试试验探究了人工湿地-微生物燃料电池耦合系统（CW-MFC）对SDBS的处理效果及系统对SDBS的微生物响应特征。结果表明：当进水SDBS浓度为25 mg·L-1时，CWMFC对SDBS的去除率和去除负荷分别为44.3%和6.74 g·m-3·d-1； SDBS的加入对CW-MFC系统中微生物群落的组成与活性产生了较大的干扰，微生物需要一定的时间适应并发展SDBS降解能力，而电化学活性菌（EAB）对SDBS的抗性比其他微生物物种更强； SDBS促进了火山岩填料和阳极表面（厌氧环境）的微生物群落丰富度和多样性，而对植物根系和阴极表面（好氧环境）的微生物群落多样性产生了抑制； CW-MFC中火山岩填料表面、阴极表面和阳极表面的优势菌门分别为Proteobacteria、Bacteroidota和Desulfobacteroidota； SDBS将CW-MFC中阳极区EAB（Proteobacteria、Bacteroidota、Firmicutes、Acidobacteriota等）的相对丰度显著提高56.7%，从而提高了CW-MFC的最大输出功率密度并显著降低了系统内阻； CW-MFC中有7个SDBS降解相关菌属，Geobacter可参与β/ω氧化过程，Aeromonas、Acinetobacter和Desulfovibrio可参与脱磺酸过程，Hydrogenophaga、Zoogloea和Dechloromonas可参与苯环裂解过程，其中，Geobacter和Desulfovibrio为厌氧菌属，其余为好氧菌属，此外，火山岩填料表面SDBS降解相关菌属相对丰度最高，占比为61.61%。研究表明，SDBS改变了CW-MFC内部微生物群落的空间分布规律，促进了EAB和SDBS降解相关菌属的富集生长，并改善了CW-MFC的电化学性能。总之，利用CW-MFC系统处理阴离子表面活性剂是可行的。

来源：2023年第10期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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