生物电化学系统对河道沉积物中抗生素的强化去除

• 作者: 陶玥彤 李茹莹
• 来源期刊: 环境科学学报
• 关键词: 微生物电解池 微生物燃料电池 抗生素 河道沉积物
• 年，卷（期）: 2021,（4）
• 页码范围: 1383-1392
• 页数: 10页
• 分类号: X703|X172
• 语种: 中文
• DOI: 10.13671/j.hjkxxb.2020.0333

摘要

生物电化学系统已被证明可以有效降解废水或污泥中的抗生素,但对于河道沉积物中抗生素降解效果的研究还十分有限.本研究以河道沉积物为底物,考察了沉积物中本底抗生素在微生物电解池(microbial electrolysis cell,MEC)和微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)中的去除、迁移和降解效率,以及反应器运行期间的电化学性能和微生物种群结构变化.结果显示,MEC和MFC均可以强化沉积物中抗生素的去除,喹诺酮类抗生素和四环素类抗生素中的CTC的去除是向上覆水中迁移与生物电化学降解共同作用的结果,而大环内酯类抗生素和四环素类抗生素中的TC和OTC的去除主要是依靠生物电化学降解作用.TC和OTC在MEC中的降解效率分别比MFC高出82.6％和29.5％,而MFC对大环内酯类抗生素的降解效率比MEC高27.6％～40.6％.电化学性能测试结果显示,以河道沉积物为底物的MFC内阻较大导致其功率密度相对较低,但MFC阳极比MEC阳极表现出了更好的氧化效果.微生物种群结构变化分析发现,门水平上的Proteobacteria及其对应的纲水平上的Deltaproteobacteria和Gammaproteobacteria可能对抗生素的强化去除起到了主要的积极作用,而且MFC阳极比MEC更容易富集Proteobacteria.