近日，国际杂志Electrochemistry Communication在线刊登了中科院成都生物研究所研究人员的最新研究成果“Sulfate reduction with electrons directly derived from electrodes in bioelectrochemical systems，”，文章中，研究者揭示了微生物可以直接从外电路获得电子进行硫酸盐还原。
我国矿区高硫酸盐、高重金属污染问题突出，硫化物与重金属结合形成低溶度积沉淀是重金属废水处理的主要途径之一。微生物还原硫酸盐生成硫化物处理重金属废水已成为重金属污染治理的重要方法。由于大多数矿区缺乏有机碳源，制约了微生物的硫酸盐还原。以电极提供电子供给微生物还原硫酸盐为硫化物，将是替代异养硫酸盐还原治理重金属废水的有效途径。目前公开报道的生物电化学系统硫酸盐还原过程都是以氢气为介体进行电极和菌株间的电子传递，这种方式存在耗能多的问题，产生的氢气也不利于电子的有效利用。
中科院成都生物研究所李大平研究员课题组长期从事生物电化学及其对N、S的生物转化研究。课题组在恒定极化电极（-400 mV vs. Ag/AgCl)为直接电子供体，以碳酸氢钠为无机碳源的条件下，研究了混合菌群在生物电化学系统中的自养硫酸盐还原过程。结合化学、电化学、电镜和分子鉴定方法，研究提出了一种电极直接传递电子给硫酸盐还原菌进行硫酸盐还原的新机制。电极表面附着的Geobacter sp.和Desulfobulbus propionicus可能在接受极化电极电子进行硫酸盐还原的过程中起着核心介导作用。
这一结果实现了微生物直接从外电路获得电子进行硫酸盐还原，为缺乏有机碳源的硫酸盐还原和重金属废水的治理提供了新思路。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1016/j.elecom.2012.04.030
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Sulfate reduction with electrons directly derived from electrodes in bioelectrochemical systems
Wentao Su, Lixia Zhang, Yong Tao, Guoqiang Zhan, Dongxun Li, Daping Li
In this paper, we reported microbially catalyzed sulfate reduction with polarized electrode (− 400 mV vs. Ag/AgCl) as the sole electron donor. In potentiostatic batch assays, sulfate was reduced to sulfide, at rates falling in the range 6.70-12.16 equiv./L d. Cyclic voltammetry tests revealed that the sulfate-reducing biofilms could accept electrons from electrodes directly without via electron shuttles or hydrogen production. Scanning electron microscope revealed that the electrode was colonized by several ellipse-shaped and short rod-shaped microorganisms, which closely related to Desulfobulbus propionicus and Geobacter species
