土壤微生物燃料电池对有机物污染降解研究进展

谷广锋; 刘铭辉; 李凤祥

山东科学 ›› 2026, Vol. 39 ›› Issue (3) : 43 -53.

谷广锋, 刘铭辉, 李凤祥

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摘要

土壤微生物燃料电池(soil microbial fuel cell, SMFC)是一种制作成本低廉的装置，能够利用阳极微生物将土壤中的有机物化学能转化为电能，同时降解土壤中的有机污染物，在土壤修复与可持续农业方面具有广阔的应用前景。然而，当前SMFC在产电效率和降解效率方面仍有待提升，其在土壤有机污染物修复中的应用还存在诸多空白。为此，本文系统总结了SMFC对土壤中各种有机物污染去除的研究进展，旨在为SMFC产电效率和降解效率的提升及未来研究方向的探索提供参考。首先，详细阐述了SMFC降解土壤有机污染物的原理，分析了顶部式、插入式、U型SMFC的应用情况，并深入探讨了电极材料、土壤介质对SMFC性能的影响及选择依据。其次，分析阳极不同微生物种类的作用及其在SMFC中的分布变化。在此基础上，总结了多种提升SMFC产电效率和降解效率的方法，如优化电极结构、添加电子穿梭体、调控环境条件等。最后，指出未来SMFC的发展方向应聚焦于提高其稳定性和规模化应用能力，探索更高效的电极材料和微生物菌种，以及拓展其在不同土壤类型和污染物种类中的应用范围。