本次分享一篇由農業和農村部農業環境保護研究所研究團隊在《Journal of Cleaner Production》上發表的一篇學術論文：Non-sealed water hastens the efficiency of microbial electrochemical remediation system。本文主要探討了在微生物電化學修復系統（Microbial Electrochemical Systems, MES）中不同水密封水平對石油烴污染土壤修復效率的影響。

       摘要：土壤石油烴污染已成為一個全球性問題，微生物修復技術是一種友好的技術。電子受體的缺乏和功能微生物活性低是限制因素，而這些可以通過土壤微生物電化學系統（MES）來克服。使用石油烴污染的土壤作為基質，構建了具有四種不同水密封水平的土壤MES，以優化系統配置。經過65天的運行，低水位組（MES0）的累積電荷為1282 C，而最高水位組（MES5）僅為151 C。與原始土壤（OS）相比，MES0中靠近陽極和陰極的烴類去除率分別為28%-30%，比MES5中的高出4%-11%。此外，共生網絡分析顯示，在MES0中，細菌、真菌和古菌群落中正向聯系的主導性高于MES5和OS。在MES0中，細菌的分布更為密集，并且連接到更多密切相關的群組，與MES5以及OS中的相比具有更高的相互作用。與細菌相反，MES5更有利于真菌和古菌群落的生長和連接。上述變化歸因于溶解氧、氧化還原電位和電阻的降低，這些因素轉移了電子受體，因而促進了土壤中電子和底物的傳遞過程，表明細菌與真菌和古菌在MES中烴類去除機制中協同作用。我們的發現揭示了低水位密封對MES性能的優化，通過詳細概述了土壤MES中細菌、真菌和古菌的協同行為特征。

       在本文中，微電極被用于原位測量土壤微生物電化學系統（MES）中的溶解氧（DO）、氧化還原電位（Rd）、以及氫氣（H₂）。微電極在測量前需要經過一夜的極化處理以獲得穩定的信號，然后根據一定的步長（1毫米）、等待時間（15秒）和測量時間（15秒）進行土壤中不同深度的測量。微電極技術提供了對土壤MES系統中關鍵環境參數的高分辨率測量，有助于深入理解微生物電化學修復過程中的復雜相互作用。

結論：本研究證明了在石油污染土壤的微生物電化學修復系統中，使用低水位（MES0）而不是高水位（MES5）是一種有效的方法，有助于產生電力和去除總石油烴（TPH）。這是因為它重塑了土壤微生物群落結構，增加了細菌之間的相互作用，并決定了它們的關鍵物種，同時也增強了石油功能降解基因的活性。相反，高水位有助于真菌和古菌群落的增殖。在土壤MES中的生物電流刺激下，形成了細菌、真菌和古菌群落之間的協同關系，在共代謝各種元素（即碳、氮、硫、鐵、錳和氫）的過程中，全面調節系統性能。這些差異的主要貢獻者是土壤層中溶解氧的數量，它決定了電力生成和TPH去除。總之，這些結果為理解低水位和高水位供水土壤MES中微生物相互作用提供了見解。

       智感環境是國內為數較少能夠實現微電極系統開發和商業化推廣的公司，并創新性地推出了微電極多通道分析系統，可以同步高分辨率檢測pH、DO、Eh、H2S等多種指標實現了我國在該技術領域的彎道超車。Easysensor微電極的設計特殊，它的穿刺能力可深入水體、生物膜、顆粒污泥、植物的根莖葉以及液體與固體的擴散邊界層，為微生態和微區研究提供了強有力的工具。這款微電極的末端細至微米級別，在不破壞被測對象結構和生理活性的前提下，快速刺入樣品內部，實現對微環境的精確測量。