文献综述

1.DMP简述

邻苯二甲酸二甲酯(简称DMP)是一类环境内分泌干扰物，为无色透明微黄色油状液体，沸点为283.7℃。能与乙醇、乙醚等一般有机溶剂混溶，不溶于水。DMP作为一种重要的化工原料，被广泛应用于塑料、橡胶等工业生产中。这类物质化学性质稳定，具有疏水性、持久性、累积性、难自然降解等特点。它还可以干扰人类及动物的内分泌系统，损害生殖和发育^[1-2]。近年来，随着工业生产和塑料制品的使用，塑料垃圾的大量增加，邻苯二甲酸二甲酯不断进入环境，已成为全球性最普遍的污染物之一，目前已在大气、水体、土壤、生物体等自然环境中发现^[3]。邻苯二甲酸酯被广泛应用于塑料制品中，其通过范德华力或氢键连接，因而很容易从塑料中脱离并迁移到外部环境中，并且可以在环境中通过食物链富集而进入人体，严重危害自然环境和人类健康^[4]。

图1 DMP结构图

生物降解是有机污染物处理中最主要的技术之一^[5]。微生物降解主要分为好氧降解和厌氧降解两种方式。由于DMP等PAEs类有机污染物主要聚集于水底沉积物等厌氧缺氧环境中^[6]，因此研究厌氧环境下DMP的生物降解情况更具有实际的研究价值。但是厌氧微生物降解技术仍存在降解不彻底、降解周期长以及微生物耐受性差等特点，并没有从根本上解决DMP的环境毒性效应。而生物电化学系统（Bioelectrochemicalsystems，BESs）作为一种集产能与废水处理于一身、将生物氧化还原与体外电化学反应相耦合、能够提高底物降解率的新型生物反应技术，完美的解决了厌氧微生物降解DMP技术的缺点。

1. 生物电化学系统介绍

生物电化学系统（Bioelectrochenicalsystems，简称BESs）是利用微生物为催化剂，进行阳极氧化和（或）阴极还原的生物电化学技术^[7]。是一种经济的和环境友好的电化学强化有机污染物生物降解的废水处理新技术，它是一种可持续并”绿色”的方法，可提高污水中有机化合物的降解速率^[8]，是一种能够实现从废水中回收能量的新兴技术，近年来引起越来越多研究者们的兴趣.除了在废水处理方面的应用，生物电化学系统还广泛应用于重金属还原、硝酸盐去除、卤代烃脱氯及燃料和有机物的合成^[9]。

2.1生物电化学系统基本原理

基本原理是阳极生物膜上的产电菌氧化有机底物，将其氧化成二氧化碳、质子和电子，电子通过微生物不同的胞外电子传递方式首先传递到阳极上，然后通过外电路传递到阴极，而质子通过中间的离子交換膜转移到阴极。在阴极，质子和电子与氧气结合生成水，或与其他电子受体（铁氰化钾、硝酸盐等）在催化作用下结合，完成产电过程^[10]。

图2 生物电化学系统示意图