近日,，國際雜志Electrochemistry Communication在線刊登了中科院成都生物研究所研究人員的最新研究成果“Sulfate reduction with electrons directly derived from electrodes in bioelectrochemical systems,，”,，文章中，研究者揭示了微生物可以直接從外電路獲得電子進(jìn)行硫酸鹽還原,。
我國礦區(qū)高硫酸鹽,、高重金屬污染問題突出,，硫化物與重金屬結(jié)合形成低溶度積沉淀是重金屬廢水處理的主要途徑之一,。微生物還原硫酸鹽生成硫化物處理重金屬廢水已成為重金屬污染治理的重要方法,。由于大多數(shù)礦區(qū)缺乏有機(jī)碳源，制約了微生物的硫酸鹽還原,。以電極提供電子供給微生物還原硫酸鹽為硫化物,，將是替代異養(yǎng)硫酸鹽還原治理重金屬廢水的有效途徑。目前公開報(bào)道的生物電化學(xué)系統(tǒng)硫酸鹽還原過程都是以氫氣為介體進(jìn)行電極和菌株間的電子傳遞,，這種方式存在耗能多的問題,，產(chǎn)生的氫氣也不利于電子的有效利用。
中科院成都生物研究所李大平研究員課題組長期從事生物電化學(xué)及其對(duì)N,、S的生物轉(zhuǎn)化研究,。課題組在恒定極化電極（-400 mV vs. Ag/AgCl)為直接電子供體，以碳酸氫鈉為無機(jī)碳源的條件下,，研究了混合菌群在生物電化學(xué)系統(tǒng)中的自養(yǎng)硫酸鹽還原過程,。結(jié)合化學(xué)、電化學(xué),、電鏡和分子鑒定方法,，研究提出了一種電極直接傳遞電子給硫酸鹽還原菌進(jìn)行硫酸鹽還原的新機(jī)制。電極表面附著的Geobacter sp.和Desulfobulbus propionicus可能在接受極化電極電子進(jìn)行硫酸鹽還原的過程中起著核心介導(dǎo)作用,。
這一結(jié)果實(shí)現(xiàn)了微生物直接從外電路獲得電子進(jìn)行硫酸鹽還原，為缺乏有機(jī)碳源的硫酸鹽還原和重金屬廢水的治理提供了新思路,。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1016/j.elecom.2012.04.030
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Sulfate reduction with electrons directly derived from electrodes in bioelectrochemical systems
Wentao Su, Lixia Zhang, Yong Tao, Guoqiang Zhan, Dongxun Li, Daping Li
In this paper, we reported microbially catalyzed sulfate reduction with polarized electrode (− 400 mV vs. Ag/AgCl) as the sole electron donor. In potentiostatic batch assays, sulfate was reduced to sulfide, at rates falling in the range 6.70-12.16 equiv./L d. Cyclic voltammetry tests revealed that the sulfate-reducing biofilms could accept electrons from electrodes directly without via electron shuttles or hydrogen production. Scanning electron microscope revealed that the electrode was colonized by several ellipse-shaped and short rod-shaped microorganisms, which closely related to Desulfobulbus propionicus and Geobacter species
