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富磷生物炭协助溶磷细菌对Cu的修复机制

         
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为了探究生物炭如何协助溶磷细菌对Cu的修复,本研究选择以污泥为原料生产的微酸性富磷生物炭(SB)和溶磷细菌(PSB),通过测定生物炭的理化特性、微生物形貌和重金属含量,研究了生物炭强化PSB对水体中Cu^(2+)(1000 mg/L)的修复机制。结果表明,PSB对Cu^(2+)的去除率较低,SB协助后,二者联合对Cu^(2+)的去除效果比PSB/SB单独处理的提升1~120倍。衰减全反射(ATR)、X线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)结果表明SB表面有稳定的碳酸盐和磷酸盐矿物形成。在Cu^(2+)胁迫下,X线光电子能谱(XPS)结果表明,PSB中的Cu^(+)占62.7%;但在SB协助下,PSB中的Cu^(+)占比降至43.55%,而Cu^(2+)显著增至56.45%。电化学结果发现,PSB+Cu上Cu还原电位十分明显,而SB+PSB+Cu同时具备氧化和还原2种电位,进一步证实生物炭联合微生物提高二者的氧化性能。生物炭丰富的孔隙和表面可以藏匿PSB和固定Cu^(2+),而生物炭能够通过自身氧化性能和提高微生物生物性能,将Cu^(+)转化为Cu^(2+),从而降低Cu^(2+)转化为Cu^(+)所带来的毒性。因此,富磷生物炭可以成为溶磷细菌修复重金属污染的优秀反应平台。

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