姜松鹤, 朴文华, 金明姬

(延边大学, 延吉 133002)

1 引 言

农药能有效防治病虫害、增加粮食产量, 在现代农业的发展中得到了普遍使用. 但随农田径流等汇入水体的部分农药, 对周边水体造成了严重污染. 人工湿地(Constructed Wetland, CW)作为一种生态化处理技术, 利用物理、化学和生物三重作用去除污染物[1], 已被广泛应用于生活污水、工业废水及农村生活污水处理[2-4], 也被公认为处理农药面源污染的最佳管理措施[5]. 但因农药的难降解性, 人工湿地对农药的处理性能还有待于进一步提高. 微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell, MFC)是通过微生物将污染物中的化学能转化成电能, 实现污染物净化与产能相结合的技术[6]. 人工湿地表层好氧及底层厌氧, 恰好满足了微生物燃料电池所需的环境[7]. 同时, 人工湿地中的大量微生物, 也为微生物燃料电池提供了充足微生物来源. 2012年, Yadav等[8]首次将人工湿地与微生物燃料电池进行耦合, 构建人工湿地-微生物燃料电池耦合系统(Constructed Wetland-Microbial Fuel Cell, CW-MFC). 目前, CW-MFC已被广泛应用于猪场废水、染料废水及采油废水等的处理, 但人们对其在农药处理方面的研究甚少[9-11]. 因此, 本文利用CW-MFC处理以阿特拉津为代表的农药, 了解系统对农药的处理效能, 并阐明其处理机理.

2 材料与方法

2.1 实验装置

实验装置由塑料桶制作而成, 有效容积37 L, 如图1所示. 装置内从下至上依次填充2 cm高的砾石(粒径12～20 mm)、25 cm高的火山石(粒径6～12 mm)及5 cm高的沙土混合物(混合比为1∶4), 装置表面均匀种植菖蒲. 装置上下水平布设石墨电极板, 单片电……