摘要
微塑料（Microplastics，MPs）广泛存在于土壤和水环境中。MPs吸附特性使其可以富集环境中的难降解有机污染物（Persistent Organic Pollutants，POPs），这些吸附的POPs会随着MPs迁移至生物体内，从而造成潜在健康风险。微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell，MFC）可以通过微生物降解环境中的污染物，展现出了修复MPs吸附POPs复合污染的潜力。因此，本文研究了MFC对MPs和POPs复合污染的处理效能，主要研究结果如下： （1）利用土壤微生物燃料电池（SMFC）对聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）和聚乳酸（PLA）吸附菲（Phe）和苯并[a]芘（Bap）的降解研究结果中，闭路MFC的存在提升了MPs吸附PAHs的去除效果，SMFC装置输出电压与Bap的去除率呈现较明显的相关性。运行33天后，闭路SMFC阳极区域土壤中MPs吸附Phe和Bap的去除率最高达到了76.19%和45.37%，是开路对照组的1.85的1.59倍。脱氢酶活性与 MPs 吸附 PAHs 的去除率呈现正相关，高通量测序发现， Cupriavidus和Pseudomonas等PAHs降解菌在闭路SMFC阳极表面丰度更高，从微生物的角度证明了SMFC对MPs吸附PAHs的降解能力。 （2）在人工湿地微生物燃料电池（CWMFC）对含纤维微塑料（FMPs）模拟染料废水的处理研究中，闭路MFC的存在提升了COD和NH4+-N去除率，相较于开路分提升了12.49%和10.94%。MO脱色率最高为97.12%，约90%的MO在底层被还原脱色，生成脱色中间产物N,N-二甲基对苯二胺（DMPD），闭路阴极层进一步降解了DMPD，生成了4-氨基-N-甲基苯胺和对苯二胺。装置运行期间出水均未检测到FMPs。傅里叶红外变换光谱结果显示，闭路阳极区域填料中提取到的FMPs拥有更高的老化程度。微生物群落高通量测序显示，电化学活性菌Desulfobacter、Geobacter和Trichloromonas等在闭路CWMFC阳极表面富集丰度更高。闭路FMPs表面Pseudomonas、Methylotenera和Zoogloea等功能降解菌的丰度高于开路对照组，这三种菌属的微生物共聚体可能对FMPs的老化与降解起主导作用。
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