综述：超声波法在土壤修复中的有效应用

本综述推荐：研究采用N-MnO2@NiAl-LDH作为微生物燃料电池（MFC）阴极催化剂，显著提升氧还原反应（ORR）效率，实现81.62%的甲砜霉素（TAP）降解率，最大功率密度达537.83 mW/m2，为抗生素污染治理提供新型生物电化学策略。

　　

引言

抗生素作为人类和动物细菌性疾病治疗药物，近年来在医疗、养殖业中广泛应用，导致环境残留问题日益严峻。甲砜霉素（TAP）作为广谱抗生素，具有造血系统和消化系统毒性，其环境残留浓度高达200 μg/kg。传统处理方法效率有限，而生物电化学技术（如微生物燃料电池MFC）通过电活性生物膜降解污染物并产电，展现出独特优势。

MFC的核心机制

经典双室MFC由阳极室、质子交换膜（PEM）和阴极室构成。阳极电活性菌通过胞外电子传递（EET）氧化有机物，产生电子（e^?）和质子（H⁺），电子经外电路传递至阴极，质子通过PEM迁移参与氧还原反应（ORR）。电活性生物膜中的混合菌群（如脱硫杆菌、变形菌）通过直接（细胞色素C）或间接（电子穿梭体）途径传递电子，协同降解污染物。

阴极催化剂的突破

ORR反应缓慢是MFC效率瓶颈。研究采用N掺杂MnO₂与镍铝层状双氢氧化物（N-MnO₂@NiAl-LDH）复合催化剂，其丰富活性位点和低内阻使峰值电流达42.73 mA，功率密度较对照组提升5.1倍。

降解效率与微生物学分析

N-MnO₂@NiAl-LDH阴极MFC对TAP降解率达81.62%，中间产物经LC-MS鉴定为低毒小分子。生物膜群落分析显示，富集的脱硫杆菌（32.56%）、变形菌（49.96%）和拟杆菌（16.5%）通过EET和代谢协同促进降解。

结论

该研究为抗生素污染治理提供了高效、可持续的生物电化学解决方案，未来可优化催化剂结构与菌群调控以进一步提升系统稳定性。