9月2日,bwin必赢唯一官方网站、碳中和学院冯华军教授领衔的ZAFU环境修复与生态健康团队在国际顶尖的水资源研究领域专业期刊《Water Research》(中科院一区Top,IF=11.4)上发表题为《PRB中的生物阴极-阳极级联系统:高效降解地下水中的对氯硝基苯》(Biocathode-Anode Cascade System in PRB: Efficient Degradation ofp-Chloronitrobenzene in Groundwater)的研究论文。浙江农林大学为该论文的第一通讯单位,bwin必赢唯一官方网站、碳中和学院冯华军教授为该论文的通讯作者。
对氯硝基苯(p-CNB)是一种用于生产杀虫剂、除草剂、染料和各种工业化学品的重要合成中间体,会引起高铁血红蛋白血症、溶血性贫血、肝病和神经损伤等疾病,在地下水中被广泛检测到。例如Fenton等传统处理工艺,处理地下水中p-CNB通常存在修复成本高、二次污染重、环境风险大等问题。渗透性反应屏障(PRB)是一种地下水污染物修复的主流技术,但因它容量有限,无法持续去除污染物。生物电化学系统(BES)是一种以清洁电能作为驱动力,强化微生物氧化或还原有机污染物的新兴生物处理技术,特别是对于类似p-CNB等需要协同还原-氧化作用才能降解的污染物具有很好的去除性能。
因此,该团队开发了一种耦合PRB和BES的生物阴极-阳极耦联系统(BACP),采用极性周期反转(PPR)方法构建了由Geobacter和p-CNB降解细菌组成的共生阴极生物膜。
在外加电压0.5V时,BACP的p-CNB去除效率超过94%,去除速率高达189.85 mmol m-2d-1,且BACP系统能够耐受的p-CNB浓度超过120 mg L-1,以低功耗快速去除p-CNB,有效地满足地下水修复需求。
此外,该团队还评估了BACP的稳定性、安全性和友好性。BACP对p-CNB、苯乙烯、萘和NO3−等污染物去除具有高效性和稳定性,能够降低水体毒性。这项工作开发的BACP修复技术为在产园区地下水中污染修复提供新的思路,目前已经在台州医化园区开展中试验证。
该成果得到浙江省尖兵领雁科技攻关项目、国家自然科学基金项目的资助。
(bwin必赢唯一官方网站、碳中和学院 李平丽)