文章摘要
莫凡,顾卫华,白建峰,王晓暖,赵静,彭圣娟,梁晶,郝瑞军.g-C3N4-SA改性阳极强化生物电化学系统修复重金属污染土壤[J].农业环境科学学报,2026,45(7):1697-1704.
g-C3N4-SA改性阳极强化生物电化学系统修复重金属污染土壤
g-C3N4-SA modified anode enhancing bioelectrochemical system for remediation of heavy metal-contaminated soil
投稿时间:2025-07-13  
DOI:10.11654/jaes.2025-0662
中文关键词: 生物电化学系统  阳极改性  石墨相氮化碳  海藻酸钠  重金属污染  土壤修复
英文关键词: bioelectrochemical system  anode modification  graphitic carbon nitride  sodium alginate  heavy metal pollution  soil remediation
基金项目:国家自然科学基金面上项目(42571076);上海市科委地方院校能力提升计划(23010500500);上海市浦东新区民生科研项目(PKJ2023-C07,PKJ2024-C02)
作者单位E-mail
莫凡 上海第二工业大学资源与环境工程学院, 上海 201209  
顾卫华 上海第二工业大学资源与环境工程学院, 上海 201209  
白建峰 上海第二工业大学资源与环境工程学院, 上海 201209 jfbai@sspu.edu.cn 
王晓暖 上海第二工业大学资源与环境工程学院, 上海 201209  
赵静 上海第二工业大学资源与环境工程学院, 上海 201209  
彭圣娟 上海第二工业大学资源与环境工程学院, 上海 201209  
梁晶 上海市园林科学规划研究院, 上海 200232  
郝瑞军 上海市园林科学规划研究院, 上海 200232  
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中文摘要:
      生物电化学系统(BES)是一种绿色能源技术,但其对多金属复合污染土壤的修复功效尚不明确,需进一步探索。土壤中的重金属会抑制阳极上微生物的生长,采用一些生物相容性材料可以有效提高生物活性。本研究采用石墨相氮化碳(g-C3N4)与海藻酸钠(SA)水凝胶对石墨棒(GR)阳极进行复合改性,通过涂覆法制备了g-C3N4-SA/GR阳极。结果表明,该改性阳极提升了GR的导电性和生物相容性,有效促进了电活性生物膜的快速形成。在修复污染土壤的实验中,采用g-C3N4-SA/GR阳极的BES与GR阳极相比,Cu、Zn、Cd、Pb的浸出率分别显著提高了33.97、16.41、37.50、13.46个百分点。
英文摘要:
      Although bioelectrochemical systems(BES)represent a green energy technology, their remediation efficacy for multi-metal cocontaminated soil remains unclear and requires further exploration. However, the inhibitory effect of heavy metals on anode microorganisms restricts their application. A g-C3N4-SA/GR composite anode was fabricated by modifying a graphite rod(GR)anode with biocompatible graphitic carbon nitride(g-C3N4) and sodium alginate(SA) hydrogel using a coating method. The results demonstrated that this modification significantly enhanced the conductivity and biocompatibility of the anode, effectively promoting the rapid formation of electroactive biofilms. In experiments remediating soil co-contaminated, the BES equipped with the g-C3N4-SA / GR anode achieved significantly higher removal rates for Cu, Zn, Cd, and Pb by 33.97, 16.41, 37.50, and 13.46 percentage points, respectively, compared to the BES using a plain GR anode.
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