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随着社会的发展,人们对化石燃料的依赖性逐渐增加,其燃烧过程会产生大量的多环芳烃。由于多环芳烃在自然环境下难以降解,从而导致其在环境中的含量逐渐增加,对生态环境构成了极大地危害。现如今,将微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)用于降解环境中难降解的污染物的这方面研究被广泛关注。MFC是一种可以将化学能转化为电能的装置。当使用各种有机污染物作为底物时,可以使降解有机污染物过程与产生电能过程同步进行,是一种具有广阔应用前景的污染处理技术。基于此,本次研究中选用菲作为多环芳烃的代表物,研究水体以及土壤中的菲污染物的去除方法,通过构造相应的微生物燃料电池分别来处理受菲污染的水体以及土壤。通过实验数据分析菲的去除效果以及电池的产电效能,分析其微生物群落结构及主要的功能微生物。为构建微生物燃料电池应用于受污染水体以及土壤中多环芳烃的去除的提供理论基础。本文的主要结论如下:1.构建可去除水体中菲污染物的MFC。接种污水处理厂的活性厌氧污泥作为微生物来源,经过长时间的驯化培养后,正式进行实验。电池的运行八天作为一个周期,设置4个实验组,初始菲的浓度分别为0 mg/L、5 mg/L、10 mg/L和10 mg/L(菲的同位素处理组)。实验组的最终TOC的去除率分别为:42.61±4.42%、54.14±2.88%、90.34±0.76%和93.92±3.16%;COD的去除率为36.17±8.95%、76.26±4.65%、82.77±2.10%和80.26±1.68%;菲的去除率分别为:68.86±1.93%、87.91±3.23%和84.96±2.75%;在产电性能上,最高电流分别达到了0.04 m A、0.32 m A、0.51 m A和0.42 m A。说明微生物能够较好适应不同浓度的菲,电流的峰值区别不大。最终通过高通量测序技术对微生物群落结构分析显示,非同位素实验组的主要微生物群落主要为Microbacter、Burkholdena-Caballeronia-Paranurkholderia、Bacillus、Geobacter,但同位素实验组的主要微生物群落为Xanthobacter、Hyphomicrobium和IMCC26207。2.构建可去除土壤中菲污染物的MFC。接种稻田土壤作为微生物来源,经过长时间的驯化培养后,正式进行实验。电池的运行八天作为一个周期。设置4个实验组,初始菲的浓度分别为0 mg/L、5 mg/L、10 mg/L和10 mg/L(菲的同位素处理组)。实验组的最终TOC的去除率分别为:24.93±4.62%、54.77±0.19%、74.60±3.71%和14.50±3.56%;COD的去除率分别为26.82±3.92%、58.72±5.91%、77.18±4.81%和42.02±4.31%;菲的去除率分别为:49.80±8.46%、63.51±7.18%和36.36±1.84%;在产电性能上,最高电流分别达到了0.008m A、0.094 m A、0.11 m A和0.01 m A。说明了土壤微生物对不同浓度以及普通菲与同位素菲之间利用率相差较大,导致电流峰值有明显的区别。最终通过高通量测序技术对微生物群落结构的分析显示,添加同位素菲后主要微生物群落差异较大,其非同位素实验组的微生物群落为Microbacter和Burkholdena-Caballeronia-Paranurkholderia,而同位素实验组的主要微生物群落为Azospirillum、MM2和Desuifosporoinus。