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 抗生素浓度、外阻及pH对三电极生物电化学系统效能的影响及适用性 |
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该篇《环境工程》论文（《抗生素浓度、外阻及pH对三电极生物电化学系统效能的影响及适用性》，张俊周等，2026-09-16 网络首发）中文摘要： 先前的研究建立了一种三电极生物电化学系统，可以同时原位产电和促进水中抗生素的降解。为评估三电极生物电化学系统处理磺胺类抗生素废水的工程适用性，本研究系统考察了不同磺胺甲噁唑（sulfamethoxazole, SMX）质量浓度、外阻配比及上覆水pH条件下系统的电化学性能与SMX去除效能差异，同时分析了系统中SMX的降解途径，并监测了处理过程中生物毒性的动态变化。结果表明，系统在1~5 mg·L⁻¹ SMX、外阻比1:4及中性pH条件下具备稳定的产电性能与SMX降解能力，此时平均输出电压与电流分别可达279 mV和0.297 mA，SMX去除率可达83%。然而，高质量浓度SMX（10 mg·L⁻¹）、外阻比1:9及非中性pH将导致产电性能与降解功能显著受限，系统进入不适用区间。循环伏安扫描与电化学阻抗谱分析进一步揭示，运行条件对活性中间电极的电子储存与界面电子传递能力的调控是系统产电性能差异的可能原因。液相色谱-质谱联用法（LC-MS）的结果结合已知的降解途径可知，SMX在系统中可能存在3种降解途径，其中包含大量还原反应。生物毒性实验表明系统在降解SMX的过程中，其中的生物毒性随时间经历了先增后减的过程。本研究明确了三电极生物电化学系统处理SMX废水的适用性，为该技术的实际应用提供了工况选择依据与风险评估参考。 关键词： 生物电化学；电化学性能；磺胺甲噁唑；降解途径；产物毒理 |
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