養(yǎng)殖廢水中洛克沙胂的生物電化學(xué)轉(zhuǎn)化研究.pdf

1、洛克沙胂(Roxarsone)作為飼料添加劑被廣泛使用，畜禽經(jīng)喂食后可以抑制腸道病原菌。動(dòng)物體內(nèi)大部分的洛克沙胂以原型隨糞便排出。未經(jīng)過(guò)恰當(dāng)處理的養(yǎng)殖糞便廢水會(huì)進(jìn)入環(huán)境中，產(chǎn)生污染危險(xiǎn)。洛克沙胂在厭氧環(huán)境中可以還原為3-氨基-4-羥基苯胂酸(HAPA)。而對(duì)其在電化學(xué)條件下的轉(zhuǎn)化機(jī)理尚不清楚。本文通過(guò)探究洛克沙胂在生物電化學(xué)體系中的生物電化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程來(lái)探究洛克沙胂生物轉(zhuǎn)化的新途徑。
　　通過(guò)構(gòu)建生物電化學(xué)污染物轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，本文研

2、究了不同底物濃度，產(chǎn)電條件和產(chǎn)電環(huán)境共三種不同條件的電化學(xué)體系來(lái)模擬不同的自然環(huán)境條件下洛克沙胂在生物電化學(xué)體系中的生物電化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程。主要結(jié)論如下:
　　(1)富含有機(jī)物條件下洛克沙胂48 h轉(zhuǎn)化了92.5％，生成9.29μmol/L的無(wú)機(jī)砷。此時(shí)希瓦氏菌通過(guò)三種方式來(lái)轉(zhuǎn)化無(wú)機(jī)砷:氧化途徑，還原途徑和甲基化途徑。低水平有機(jī)物條件下洛克沙胂48 h轉(zhuǎn)化了92.5％，生成1.97μmol/L的無(wú)機(jī)砷。有機(jī)物水平對(duì)洛克沙胂轉(zhuǎn)化為HAP

3、A的影響不顯著。
　　(2)當(dāng)生物量一定時(shí)，電化學(xué)體系的電極面積越大，其產(chǎn)電與電極面積關(guān)系越大，而陽(yáng)極液中懸浮生物量影響越小;當(dāng)電極面積固定時(shí)，生物量越大，其對(duì)電化學(xué)體系產(chǎn)電的影響就越大。洛克沙胂在電化學(xué)體系中的轉(zhuǎn)化遷移過(guò)程為:陽(yáng)極液中的洛克沙胂與附著在電極上的希瓦氏菌接觸，在細(xì)胞表面被轉(zhuǎn)化為HAPA，進(jìn)而釋放到陽(yáng)極中，在陽(yáng)極中與懸浮或附著的的希瓦氏菌接觸，在電子的作用下，HAPA在希瓦氏菌細(xì)胞內(nèi)被轉(zhuǎn)化為多種砷產(chǎn)物。
　　(

4、3)在面積為6.3 cm2-37.5 cm2電化學(xué)串聯(lián)系統(tǒng)，面積為6.3 cm2的電極經(jīng)48h洛克沙胂濃度降低至8.3μmol/L，且其8h內(nèi)轉(zhuǎn)化效率提升2.8％;此外，面積為37.5 cm2的電極經(jīng)32h反應(yīng)，陽(yáng)極液內(nèi)洛克沙胂已轉(zhuǎn)化完畢，且其8h內(nèi)轉(zhuǎn)化效率提升30.2％。同時(shí)，面積為25.0 cm2-25.0 cm2電化學(xué)并聯(lián)系統(tǒng)，洛克沙胂經(jīng)32 h基本轉(zhuǎn)化完成，8h洛克沙胂轉(zhuǎn)化效率均提升21.8％。此外，50.0 cm2-0.0 c