ICPB 技術(shù)及其去除廢水中多環(huán)芳烴的研究進(jìn)展

穆雨彤，曹浩然，朱博文，麥智源，韓克強(qiáng)，張 軍，王素蕾，張多英

（黑龍江大學(xué)建筑工程學(xué)院，黑龍江哈爾濱 150080）

近幾十年來(lái)，隨著工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，水污染成為備受全球關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題〔1〕。多環(huán)芳烴（PAHs）是難降解有機(jī)化合物，是水環(huán)境中強(qiáng)毒性有機(jī)污染物之一。PAHs 可以干擾動(dòng)物的生殖系統(tǒng)，損害其免疫系統(tǒng)，甚至誘發(fā)癌癥〔2〕。PAHs 對(duì)人類健康的潛在危害和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)已引起人們的高度關(guān)注。

光催化作為一種高級(jí)氧化廢水處理技術(shù)，在強(qiáng)化難降解污染物去除和礦化方面顯示出巨大潛力。光催化過(guò)程是由光子驅(qū)動(dòng)的反應(yīng)過(guò)程，具有多個(gè)反應(yīng)步驟，大部分是從催化劑吸收光子能量開始的。生物處理利用微生物的新陳代謝作用將復(fù)雜物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單物質(zhì)，具有二次污染少、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單、工藝成熟等優(yōu)點(diǎn)〔3〕。光催化與生物降解緊密耦合（ICPB）技術(shù)集合了光催化和生物降解的優(yōu)點(diǎn)，可以顯著提高對(duì)污染物的降解效率，降低生物處理成本。到目前為止，ICPB 技術(shù)在處理酚類、染料、PAHs、抗生素等難降解有機(jī)污染物方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能〔4-8〕。

筆者歸類總結(jié)了ICPB 技術(shù)處理難降解污染物的研究進(jìn)展和該技術(shù)在去除PAHs 方面的實(shí)際應(yīng)用，以及不同類型PAHs 在不同反應(yīng)條件下可能的降解途徑，并展望了ICPB 技術(shù)未來(lái)的發(fā)展方向和研究趨勢(shì)。

1 ICPB 技術(shù)基本原理

1911 年，“光催化”首次出現(xiàn)在科學(xué)文獻(xiàn)中〔9〕，光催化首次被用來(lái)去除水中污染物卻已是20 世紀(jì)70 年代。1994 年，S. DASS 等〔10〕利用500 W 高壓汞燈成功證明了TiO2對(duì)多種PAHs（包括蒽、芴和萘）具有強(qiáng)烈的催化降解作用。然而，TiO2只對(duì)紫外光有響應(yīng)，但紫外光占太陽(yáng)光的比例不超過(guò)5%。此外，TiO2的光生電子-空穴對(duì)具有較高的復(fù)合速率，一定程度上降低了對(duì)污染物的降解效率。為提高光催化效率，研究人員開始對(duì)TiO2進(jìn)行改性并探索除TiO2以外的其他光催化材料〔9，11-12〕?，F(xiàn)如今針對(duì)不同的污染物，研究人員已經(jīng)開發(fā)出多種光催化劑，光催化劑的類型已從紫外光響應(yīng)型（如TiO2和ZnO）發(fā)展到可見(jiàn)光響應(yīng)型（如g-C3N4〔13〕），這不僅可以提高對(duì)太陽(yáng)光的利用率，而且可以減少對(duì)微生物細(xì)胞的傷害。

生物處理可作為光催化的預(yù)處理或后處理，即順序耦合系統(tǒng)，以減輕光催化處理體系的負(fù)荷或提高處理效率。2008 年，M. D. MARSOLEK 等〔14〕首次提出ICPB 系統(tǒng)這一概念，在ICPB 體系中，光催化和生物處理同時(shí)在一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行，光催化中間體立即被生物降解，從而導(dǎo)致有毒中間體的積累很少。

圖1以TiO2催化劑為例，闡述了ICPB 系統(tǒng)的機(jī)理〔15〕。多孔載體從廢水中吸附難降解污染物，光催化劑負(fù)載于多孔載體的表面，在光催化降解過(guò)程中，光催化劑吸收光子，當(dāng)光子能量（hν）≥帶隙能量（Eg）時(shí)，填充在價(jià)帶（VB）上的電子（e-）被激發(fā)到空位導(dǎo)帶（CB）上，同時(shí)在VB 上留下空穴（h+）；e-與吸附在TiO2顆粒表面的O2發(fā)生還原反應(yīng)生成O2·-，O2·-與H+進(jìn)一步反應(yīng)生成H2O2；而h+與H2O、OH-發(fā)生氧化反應(yīng)生成高活性的·OH。生物膜均勻分布在載體內(nèi)表面的孔隙中，光催化反應(yīng)的產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到載體中，在生物膜內(nèi)部進(jìn)行生物降解，將污染物完全礦化成CO2和H2O。光催化作用發(fā)生在多孔載體的外表面，在載體保護(hù)下，內(nèi)部的生物膜避免了直接暴露于光催化產(chǎn)生的自由基中，生物過(guò)程不受抑制。生物降解過(guò)程還包括光催化產(chǎn)生的光電子通過(guò)細(xì)胞色素C 轉(zhuǎn)移到生物膜中，避免了自由基對(duì)微生物代謝的破壞和過(guò)氧化作用〔15-16〕。

圖1 ICPB 系統(tǒng)反應(yīng)機(jī)制示意Fig. 1 Schematic illustration of mechanisms acting in the ICPB system

2 ICPB 技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

2.1 順序耦合系統(tǒng)

早期的光催化生物處理耦合技術(shù)獨(dú)立設(shè)置光催化與生物處理單元，光催化可作為生物處理的預(yù)處理或后處理，這種方式被稱為順序耦合系統(tǒng)。若光催化作為預(yù)處理技術(shù)，其目的是提高難降解有機(jī)物的可生化性，從而有利于微生物進(jìn)行后續(xù)處理；若將生物處理作為預(yù)處理，后續(xù)的光催化則針對(duì)的是生物處理過(guò)程中未完全降解的有機(jī)物或生物難降解的有機(jī)物〔17〕。L. C. MAHLALELA 等〔18〕采用光催化生物順序耦合系統(tǒng)處理含有阿特拉津、丁噻隆兩種新型農(nóng)藥的廢水，廢水經(jīng)活性污泥工藝處理后進(jìn)行泥水分離，污水進(jìn)入光催化循環(huán)間歇反應(yīng)器做進(jìn)一步處理，該順序耦合工藝提高了對(duì)COD 的處理效率和對(duì)阿特拉津的去除效果。

G. PéREZ-OSORIO 等〔19〕在太陽(yáng)能集熱器中以太陽(yáng)光為能源，蒽醌為模型污染物，Pd/Al80Ce10Zr10為光催化劑對(duì)染料廢水進(jìn)行光催化處理，染料的復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)在強(qiáng)氧化性自由基的作用下被破壞；隨后在好氧條件下將微生物菌群接種到光催化后的染料廢水中進(jìn)行生物降解，有效提高了處理效果。

2.2 ICPB 系統(tǒng)

2008 年，M. D. MARSOLE 等〔14〕打破了光催化和生物降解需分離在不同反應(yīng)器的傳統(tǒng)觀念，在光催化循環(huán)床生物膜反應(yīng)器（PCBBR）中首次利用大孔纖維素載體和TiO2催化劑去除2，4，5-三氯苯酚（TCP），并將其稱為光催化生物降解緊密耦合（ICPB）系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許光催化和生物降解同時(shí)進(jìn)行。ICPB 系統(tǒng)集合了光催化和生物處理的優(yōu)點(diǎn)，已被證明適用于處理多種生物難降解有機(jī)污染物。Jianhua XIONG等〔4〕以甘蔗渣纖維素為載體制備了一種新型處理難降解有機(jī)物的紫外光催化與生物緊密耦合（UPCB）系統(tǒng)，并以亞甲基藍(lán)為模型污染物，對(duì)UCPB 系統(tǒng)的降解效率以及微生物群落的演替進(jìn)行了分析，經(jīng)UPCB 系統(tǒng)處理6 h 后，亞甲基藍(lán)去除率達(dá)到了92.08%，高于單獨(dú)光催化和生物降解，代爾夫特食酸菌（Delftia）、假單胞菌（Pseudomonas）和雙歧桿菌（Dyadobacter）的相對(duì)豐度顯著增加。

由于紫外光具有很強(qiáng)的殺菌作用，可見(jiàn)光對(duì)ICPB 系統(tǒng)的激發(fā)效果優(yōu)于紫外光。Dandan ZHOU等〔20〕通過(guò)摻入銪（Er）和鋁酸釔（YAlO3）制備了新型可見(jiàn)光誘導(dǎo)的光催化劑Er3+∶YAlO3/TiO2，并對(duì)比了紫外光誘導(dǎo)的光催化與可見(jiàn)光誘導(dǎo)的光催化這兩種不同ICPB 系統(tǒng)對(duì)苯酚的降解效果，結(jié)果表明，可見(jiàn)光誘導(dǎo)的光催化和生物降解緊密耦合（VPCB）系統(tǒng)在16 h 內(nèi)對(duì)苯酚的去除率為99.8%，比UPCB 系統(tǒng)高了32.6%；在可見(jiàn)光照射下，載體中的微生物群落得到了很好的保護(hù)，胞外聚合物的分泌也得到了增強(qiáng)，對(duì)可溶性有機(jī)碳（DOC）去除率達(dá)到了64.0%。由于可見(jiàn)光與紫外光相比具有一定優(yōu)勢(shì)，更多可見(jiàn)光誘導(dǎo)的ICPB 系統(tǒng)被逐漸應(yīng)用到廢水處理中。Nianbing ZHONG 等〔6〕開發(fā)了一種新工藝（圖2），該工藝將Ag-GeO2和N-TiO2（AGNT）覆蓋在光催化光學(xué)中空纖維（POHFs）表面并與微藻生物膜耦合形成VPCB 系統(tǒng)，以快速、可持續(xù)地降解和礦化廢水中高濃度的酚類化合物；微藻混合懸浮液通過(guò)蠕動(dòng)泵經(jīng)微生物溶液入口進(jìn)入VPCB 反應(yīng)器的生物膜區(qū)，形成生物膜后通過(guò)微生物溶液出口排出，同時(shí)酚類溶液通過(guò)光催化區(qū)廢水進(jìn)出口分別流入流出形成循環(huán)；由于生物膜與POHFs 的接觸，進(jìn)入光纖的光由于折射和散射的作用在AGNT 涂層中產(chǎn)生光生電子-空穴對(duì)，生物反應(yīng)與光催化反應(yīng)同時(shí)發(fā)生；該VPCB 系統(tǒng)在11 h 內(nèi)對(duì)苯酚混合物DOC 和COD 的去除率分別達(dá)到了98%和91%。

Houfeng XIONG 等〔21-22〕用Ag/TiO2包覆多孔載體培養(yǎng)未馴化的活性污泥，使其在載體中形成生物膜以構(gòu)造VPCB 系統(tǒng)；一方面生物膜可對(duì)鹽酸四環(huán)素（TCH）的光催化產(chǎn)物進(jìn)一步降解，另一方面生物膜還可以降低TCH 與其光催化產(chǎn)物對(duì)自由基的競(jìng)爭(zhēng)，使VPCB 系統(tǒng)與單獨(dú)的光催化相比，對(duì)TCH 的去除速度在運(yùn)行前2 h 內(nèi)提高了約11%；VPCB 系統(tǒng)載體內(nèi)的生物膜亦可使光催化產(chǎn)物礦化，從而使COD 去除率提高了20%以上；為增強(qiáng)微生物的代謝活性，他們?cè)噲D在ICPB 系統(tǒng)中加入醋酸鹽，發(fā)現(xiàn)幾乎所有的光催化中間體都消失了，TCH 的去除率提高了5%，礦化度提高了20%。

C. YASMIN 等〔23〕探討了應(yīng)用TiO2/Ag 納米復(fù)合材料的光催化技術(shù)與熱帶假絲酵母（Candida Tropicalis）處理相結(jié)合，在可見(jiàn)光照射下處理老齡垃圾滲濾液中污染物的適用性，結(jié)果顯示，組合工藝對(duì)COD、TOC 和NH4+-N 的去除率分別為90%、84.61%和75%；對(duì)重金屬，特別是Fe、Zn、Cu、Cd 和Pb 的平均去除率分別為50%、63.8%、83%、95%和95%。Huanjun ZHANG 等〔24〕報(bào)道了ICPB 系統(tǒng)促進(jìn)水中硝酸鹽還原的應(yīng)用，在不額外添加任何電子供體的情況下，將可見(jiàn)光誘導(dǎo)的TiO2/g-C3N4與在河流中原位培養(yǎng)的生物膜緊密耦合；在ICPB 系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，由于生物膜抑制了光催化不良中間體的產(chǎn)生，硝酸鹽首先被還原為亞硝酸鹽，且TiO2/g-C3N4光催化產(chǎn)生的光生電子加速了該過(guò)程，隨后光催化還原亞硝酸鹽的副產(chǎn)物氨出現(xiàn)，在光催化劑和生物膜的協(xié)同作用下，亞硝酸鹽被進(jìn)一步還原為N2；結(jié)果表明，ICPB 系統(tǒng)運(yùn)行16 h 時(shí)硝酸鹽去除率可達(dá)40.3%，N2選擇性為86.3%，高于其他工藝；此研究為水中硝酸鹽的還原提供了一種高效、環(huán)保的方法。

ICPB 技術(shù)使用的光源從紫外光逐漸發(fā)展到可見(jiàn)光，這極大地提高了微生物的活性，同時(shí)也提高了ICPB 技術(shù)的效率。表1〔25〕總結(jié)了ICPB 技術(shù)在廢水處理實(shí)際應(yīng)用中的最新研究。

表1 ICPB 技術(shù)在有機(jī)污染物處理中的應(yīng)用Table 1 Application of ICPB technology in organic pollutants treatment

3 ICPB 技術(shù)在去除PAHs 中的應(yīng)用

3.1 PAHs 及其污染特性

PAHs 是指具有兩個(gè)或兩個(gè)以上苯環(huán)的稠合芳環(huán)有機(jī)物，主要是無(wú)色、白色或淡黃色的固體化合物。PAHs 的芳香環(huán)在空間上的分子排列可以是線性的、角狀的或簇狀的〔32〕。PAHs 產(chǎn)生于化石燃料和生物質(zhì)不完全燃燒的過(guò)程中，通過(guò)自然過(guò)程和人為活動(dòng)釋放到大氣中，并通過(guò)大氣沉積或凝結(jié)進(jìn)入土壤、植被和水生系統(tǒng)等，廢水排放、大氣沉降和地表徑流等都是導(dǎo)致PAHs 嚴(yán)重污染水環(huán)境的重要因素〔33-34〕。由于濃度高、毒性強(qiáng)、難降解，美國(guó)環(huán)境保護(hù)局（USEPA）在1983 年將16 種PAHs 列為優(yōu)先控制污染物〔35〕。PAHs 屬于疏水性有機(jī)物，大多都是親脂的，很難直接被微生物降解，且高濃度的PAHs可以抑制水中微生物的生長(zhǎng)〔36〕。

3.2 應(yīng)用ICPB 技術(shù)處理PAHs 的研究現(xiàn)狀

生物處理PAHs 需要篩選具有高降解能力的菌株，而微生物對(duì)高分子質(zhì)量的PAHs 降解能力較弱。近年來(lái)，ICPB 技術(shù)逐漸發(fā)展，為污水中PAHs 的高效處理提供了一個(gè)可選擇的途徑。Haoyuan CAI 等〔37〕制備了一種新型的可應(yīng)用于VPCB 系統(tǒng)中降解菲的立方體光催化劑Mn3O4/MnO2-Ag3PO4，在可見(jiàn)光下，當(dāng)MnOx的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占復(fù)合材料的0.4%時(shí)，該催化劑具有最佳的光催化活性，20 min 內(nèi)對(duì)菲的降解率可達(dá)96.2%；VCPB 系統(tǒng)對(duì)菲的降解率（80.5%）高于單獨(dú)光催化降解（62.0%），且經(jīng)過(guò)VPCB 系統(tǒng)處理后剩余的TOC（68.07%）低于單獨(dú)光催化降解的TOC（85.20%）。

Zhirui QIN 等〔7-8〕制備了一個(gè)包含PAHs 降解菌群和光催化劑（Cu/N 共摻雜TiO2）的耦合系統(tǒng)以揭示PAHs 降解菌群的選擇性和響應(yīng)性，對(duì)比了菲和芘分別在紫外光和可見(jiàn)光照射下的降解情況，同時(shí)分析了ICPB 系統(tǒng)中細(xì)菌群落以及微生物功能的變化，結(jié)果表明，處理6 h 后UPCB 系統(tǒng)對(duì)菲的去除率高于VPCB 系統(tǒng)，而VPCB 系統(tǒng)對(duì)芘的去除率高于UPCB 系統(tǒng)；與單獨(dú)光催化和生物降解相比，ICPB 系統(tǒng)對(duì)菲和芘的去除率均有提高；處理后細(xì)菌群落多樣性高于初始樣品，優(yōu)勢(shì)菌由動(dòng)球菌科（Planococcaceae）向假單胞菌科（Pseudomonadaceae）轉(zhuǎn)變，以避免自身受到傷害同時(shí)降解污染物。

Can WANG 等〔38〕將高效降解微生物菌群（MC）懸浮在海藻酸鈣微膠囊（MI）內(nèi)部，將納米可見(jiàn)光催化劑Ag3PO4@Fe3O4固定在微膠囊膜上，形成了一種新型的降解PAHs 的光催化耦合生物系統(tǒng)（圖3）。通過(guò)MI 固定化，微生物從光催化劑中分離出來(lái)，釋放其降解潛力，同時(shí)也防止了光催化劑對(duì)其的不利影響。結(jié)果顯示，在可見(jiàn)光照射下，這種MI-MC-光催化劑復(fù)合體系（MCS）能在30 d 內(nèi)去除土壤中944.1 mg/kg 的PAHs，比對(duì)照組提高了49.83%。該系統(tǒng)為光催化-生物耦合技術(shù)的應(yīng)用提供了一個(gè)新的視角，可以潛在地促進(jìn)許多環(huán)境生物技術(shù)產(chǎn)品的開發(fā)。

圖3 MI-MC-Ag3PO4@Fe3O4復(fù)合體系原理Fig. 3 The principle of MI-MC-Ag3PO4@Fe3O4 compound system

3.3 PAHs 在ICPB 系統(tǒng)中的降解途徑

3.3.1 光催化降解途徑

光催化氧化過(guò)程中形成羥基自由基和超氧自由基，羥基自由基與芳香烴迅速反應(yīng)生成羥基化自由基，羥基化自由基可以進(jìn)一步與氧反應(yīng)生成過(guò)氧自由基〔39〕，進(jìn)而通過(guò)光催化氧化過(guò)程中形成的活性基團(tuán)連接到PAHs 上最活躍的位點(diǎn)，生成中間產(chǎn)物，隨后中間產(chǎn)物接連發(fā)生環(huán)裂解和氧化反應(yīng)〔40〕。萘是最簡(jiǎn)單的PAHs，在光催化反應(yīng)中可能存在兩種反應(yīng)途徑：一種是羥基自由基直接與杜瓦反應(yīng)數(shù)（Nu）較低的1 位萘反應(yīng)生成羥基衍生物（1-萘酚或1，4-二萘酚）；另一種途徑中，光生空穴直接氧化萘分子生成萘陽(yáng)離子自由基，萘陽(yáng)離子自由基隨后與超氧自由基反應(yīng)生成過(guò)氧化物，最終主要產(chǎn)物為1，4-萘醌和1，2-苯二甲酸二烷酯〔41〕。蒽是最常見(jiàn)的PAHs 之一，常被用作降解PAHs 的模型化合物，迄今為止，有兩種可能的蒽光降解反應(yīng)途徑，在第一種途徑中，光催化產(chǎn)生的羥基自由基攻擊9、10 位的蒽，9，10-蒽醌被認(rèn)為是主要產(chǎn)物；在第二種途徑中，蒽與羥基自由基反應(yīng)生成3-羥基-2-萘甲酸，并最終被分解成萘、苯、順丁烯二醛等產(chǎn)物〔42〕。

3.3.2 生物降解途徑

環(huán)境中存在多種降解PAHs 的微生物，目前對(duì)萘和菲的研究最為廣泛。通常，PAHs 的好氧生物分解首先通過(guò)雙加氧酶將芳環(huán)羥基化，形成順式二氫二醇；在脫氫酶作用下，順式二氫二醇重新芳構(gòu)化為二醇中間體；二醇中間體可通過(guò)鄰位裂解或間位裂解產(chǎn)生兒茶酚類中間體，并最終轉(zhuǎn)化為三羧酸（Tricarboxylic acid，TCA）循環(huán)的中間體〔43〕。Staphylococ-cussp.PN/Y 通過(guò)在菲的1、2 位特異性加氧生成菲-1，2-二醇，菲-1，2-二醇發(fā)生間位裂解產(chǎn)生代謝中間產(chǎn)物2-羥基-1-萘甲酸，或發(fā)生鄰位裂解生成萘-1，2-二甲酸，然后通過(guò)一種間位裂解途徑形成反式-2，3-二氧代-5-（2’-羥苯基）-4-戊烯酸，隨后形成水楊酸，水楊酸被鄰苯二酚-2，3-雙加氧酶代謝，最終形成TCA 循環(huán)中間體〔44〕。Ochrobactrumsp.PWTJD 可以降解菲產(chǎn)生2-羥基-1-萘甲酸、水楊酸和鄰苯二酚等中間產(chǎn)物，后續(xù)途徑中水楊酸被代謝為鄰苯二酚，并被鄰苯二酚-2，3-雙加氧酶進(jìn)一步降解為2-羥基鄰苯二醛，最終形成TCA 循環(huán)中間產(chǎn)物〔45〕。然而，由于高分子質(zhì)量的PAHs（HMWPAHs）復(fù)雜的稠合芳香族結(jié)構(gòu)使其具有熱力學(xué)穩(wěn)定性、疏水性以及較低的生物利用度〔46〕，目前很少有微生物能夠降解HMW-PAHs。

3.3.3 光催化耦合生物法降解途徑

以菲為例，在VPCB 體系中菲可能的降解途徑如圖4〔37〕所示。單線態(tài)氧和羥基自由基作為主要氧化物，優(yōu)先攻擊菲的9、10 位碳，生成中間體9-羥基菲和9，10-二羥基菲，或通過(guò)雙加氧酶的作用使菲結(jié)合分子氧的兩個(gè)原子生成二羥基中間體；9，10-二羥基菲進(jìn)一步氧化生成中間體9，10-菲醌，在以往的研究中，9，10-菲醌被確定為菲降解的主要中間體之一；隨后9，10-菲醌經(jīng)一系列裂解反應(yīng)生成理論產(chǎn)物鄰苯二甲酸，并經(jīng)—OH 誘導(dǎo)發(fā)生酯化反應(yīng)，生成原兒茶酸的前體鄰苯二甲酸二丙酯；最終原兒茶酸鹽經(jīng)環(huán)裂解形成TCA 循環(huán)中間體。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

PAHs 是水中難降解有機(jī)污染物之一，依靠單一的生物處理技術(shù)很難降解PAHs，尤其是HMWPAHs。ICPB 技術(shù)為降解這類難降解有機(jī)物提供了一個(gè)很好的選擇。ICPB 技術(shù)的發(fā)展證明了：1）ICPB系統(tǒng)允許光催化與生物降解過(guò)程在一個(gè)反應(yīng)器中同時(shí)進(jìn)行，優(yōu)化了順序耦合的處理方式，減少了光催化中間產(chǎn)物對(duì)微生物的毒性積累；2）ICPB 系統(tǒng)的光催化劑由受紫外光激發(fā)發(fā)展到受可見(jiàn)光激發(fā)，不僅提高了對(duì)太陽(yáng)光的利用效率，降低了運(yùn)行成本，還保證了微生物的代謝活性，提高了對(duì)PAHs 的礦化效率；3）光催化產(chǎn)生的電子可以被微生物利用，載體中的微生物群落進(jìn)化，多樣性得以豐富，光催化與生物反應(yīng)在自我調(diào)節(jié)中達(dá)到平衡；4）基于ICPB 技術(shù)的原理，研究人員開發(fā)了微膠囊、光學(xué)中空纖維等新型反應(yīng)體系，簡(jiǎn)便且有效地提高了有機(jī)物的去除效率。

然而，目前ICPB 技術(shù)應(yīng)用于處理污水中PAHs的研究還相對(duì)較少。大多數(shù)關(guān)于ICPB 技術(shù)的研究只以單一物質(zhì)或某一種PAHs 物質(zhì)作為模型污染物，但實(shí)際廢水中通常同時(shí)含有多種污染物，這在一定程度上可能會(huì)抑制光催化反應(yīng)或微生物活性，影響整個(gè)系統(tǒng)的處理效率。此外，當(dāng)前ICPB 技術(shù)處理PAHs 的研究主要集中在微生物群落的演替上，除常見(jiàn)的幾種PAHs 外，其他不同種類的PAHs 在ICPB系統(tǒng)中的降解機(jī)理、中間體生成的具體途徑等仍待進(jìn)一步研究。

未來(lái)針對(duì)ICPB 技術(shù)降解PAHs 的研究，有必要制備更加廉價(jià)高效的光催化劑，篩選對(duì)光催化環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、降解效率高的微生物，用光譜學(xué)、質(zhì)譜學(xué)和微生物代謝組學(xué)等多種先進(jìn)手段對(duì)PAHs 的降解途徑、ICPB 系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制進(jìn)行更深入的研究，并進(jìn)行長(zhǎng)期的應(yīng)用評(píng)估，以實(shí)現(xiàn)將ICPB 技術(shù)應(yīng)用于處理實(shí)際廢水中PAHs 類難降解有機(jī)物。