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微生物燃料电池去除有机氯的应用基础研究
微生物燃料电池去除有机氯的应用基础研究
摘要：有机氯污染物是一类广泛存在于环境中的有机化合物，它们对人体和环境产生严重的危害。传统的有机氯污染物处理方法效率低，成本高且对环境的二次污染问题严重。而微生物燃料电池作为一种新型的生物电化学技术，具有去除有机氯污染物的潜力，其应用基础研究对于解决有机氯污染问题具有重要意义。本文主要对微生物燃料电池去除有机氯的机制、影响因素以及技术应用等方面进行了综述，并展望了未来的研究方向。
关键词：微生物燃料电池；有机氯污染物；去除机制；影响因素；技术应用
1.引言
有机氯污染物是指含有氯原子的有机化合物。由于其广泛存在于工业废水、农药残留等环境中，对人体和环境产生了严重危害。目前，传统的去除有机氯污染物技术包括吸附、氧化还原、化学降解等方法，存在效率低、成本高、二次污染严重等问题。因此，研究一种高效、经济、环境友好的有机氯污染物去除方法具有重要的意义。
微生物燃料电池是一种新型的生物电化学技术，利用微生物通过电子传递过程将有机物氧化成二氧化碳并产生电能。在微生物燃料电池中，产生的电子通过外部电路传递，产生电流。微生物燃料电池不仅可以将有机物转化为能源，还可以同时去除有机物污染物。相比传统的处理方法，微生物燃料电池具有高效、低成本、无二次污染等优势。因此，研究微生物燃料电池去除有机氯污染物的应用基础具有重要的意义。
2.微生物燃料电池去除有机氯的机制
微生物燃料电池利用微生物在阳极呼吸过程中产生的电子来驱动电子传递。当有机氯污染物存在时，微生物在电子传递的过程中将有机氯污染物氧化为无机物，并释放出电子。微生物燃料电池去除有机氯的机制可以解释为以下几个步骤：1）有机氯附着在阳极表面；2）微生物通过外界电子传递将有机氯降解为无机物；3）生成的无机物离子沉淀在阳极表面或通过电解质继续传递；4）电子在阳极和阴极之间成电路，并通过外部电路传递。通过这一机制，微生物燃料电池可以高效地去除有机氯污染物。
3.影响微生物燃料电池去除有机氯的因素
微生物燃料电池去除有机氯的效率受多种因素的影响。其中主要影响因素包括有机氯污染物的浓度、温度、pH值、微生物种类和阳极材料等。有机氯污染物浓度的增加会提高微生物燃料电池的去除效率，但当浓度过高时，可能会对微生物产生毒性影响。温度和pH值的变化会影响微生物燃料电池中微生物的生长和活性，从而影响有机氯的去除效率。微生物的种类和阳极材料的选择也会对微生物燃料电池的去除效率产生影响。
4.微生物燃料电池去除有机氯的技术应用
微生物燃料电池去除有机氯的技术应用主要集中在实验室规模，还未广泛应用于实际工程中。目前的研究主要集中在改进微生物燃料电池的性能、提高有机氯去除效率和探索应用新型材料等方面。但是微生物燃料电池去除有机氯的技术潜力巨大，具有广阔的应用前景。
5.未来的研究方向
进一步的研究可以从以下几个方面展开：1）研究微生物燃料电池去除有机氯的动力学过程，进一步理解有机氯的降解机制；2）优化微生物燃料电池的结构和材料，以提高有机氯去除效率；3）研究微生物菌种的筛选和改良，使其更适合去除有机氯；4）进行中试和工程应用，验证微生物燃料电池去除有机氯的可行性。
结论：微生物燃料电池作为一种新型的生物电化学技术，具有去除有机氯污染物的潜力。研究微生物燃料电池去除有机氯的应用基础具有重要的意义。通过进一步的研究和应用推广，有望解决有机氯污染问题，保护环境和人类健康。
参考文献：
[1]RabaeyK,RodríguezJ.F.Amicrobialfuelcellcapableofconvertingglucosetoelectricityathighrateandefficiency[J].2004.
[2]LiuH,LoganBE.Electricitygenerationusinganair-cathodesinglechambermicrobialfuelcellinthepresenceandabsenceofaprotonexchangemembrane[J].Environmentalscience&technology,2004,38(14):4040-4046.
[3]WenQ,ChenW,SuJ,etal.Effectoftemperatureontheperformanceandmicrobialcommunityofmicrobialfuelcell[J].FrontiersinMicrobiology,2015,6:367.