电极负载水铁矿强化土壤微生物电化学系统修复石油烃污染土壤性能

来源：中国环境科学杂志2026年第3期北京时间：

作者：于鑫, 张晓林, 曲永帅, 钟朋举, 陆佳俊, 李晓晶

单位：1. 农业农村部环境保护科研监测所, 农业农村部产地环境污染防控重点实验室, 天津市农业环境与农产品安全重点实验室, 天津 300191;2. 天津理工大学环境科学与安全工程学院, 天津 300384

摘要：为探究水铁矿修饰电极对土壤微生物电化学系统(MES)降解石油污染土壤中有机污染物的强化作用,并揭示其协同增效机制,构建了单室土壤MES反应体系,以石油污染土壤为对象,对比原始土、常规电极组及水铁矿负载电极组中土壤的性能.通过电化学分析、土壤碳降解/转化、铁形态表征和酶活性测定评估系统效能.结果表明:电极负载水铁矿后体系电化学性能提升,累计电荷输出增加18%.体系碳降解能力增强,总碳降解率提升11%,并有效驱动腐殖质等惰性碳向易降解组分转化.水铁矿驱动了铁循环,铁离子含量增加28%,促进了Fe(II)/Fe(III)循环并耦合碳氮转化.此外,生物电场加速水铁矿相变为针铁矿和赤铁矿.水铁矿刺激微生物活性分泌降解酶,关键降解酶活性显著提升,并且根据Mantel分析,脱氢酶和多酚氧化酶成为碳矿化核心驱动力.

关键词：土壤微生物电化学系统,水铁矿,碳降解/转化,铁循环,石油污染土壤

基金资助：国家自然科学基金资助项目(42477041,41977133);天津市自然科学基金重点资助项目(23JCZDJC00480);中国农业科学院科技创新工程基础科学研究中心项目(CAAS-BRC-GLCA-2025-02,CAAS-CSGLCA-202302);中国农业科学院青年创新专项(Y2025QC22)