氢能是一种清洁、高效的二次能源,而微生物电解池技术(MEC)可使用废水等可再生资源生产氢气,降解废弃物中的有机质对环境保护有一定的贡献。在整个MEC发酵系统中,电活性微生物占据主导地位。为了探究不同环境因素对MEC阳极生物膜的产氢性能、细菌多样性的影响及优势菌的分布情况,采用单因素试验法对不同环境因素进行调控,在可变电极距离的单池MEC反应器中进行批量MEC阳极生物膜培养实验及产氢潜力验证实验,培养过程中对电解电流、氢气含量、电化学活性等进行测定,阳极生物膜培养好后对其进行膜生物量、氢气产率的测定,并对培养结束的阳极生物膜及培养液进行细菌多样性测序,最后结合所有的数据分析不同环境因素、MEC产氢性能、细菌多样性、优势菌群之间的关系,同时对MEC阳极生物膜与培养液的细菌多样性及优势群落分布作一个简单地比较分析。得出结论如下:当电解电压为0.8~1.2V、温度为35℃、培养环境为中性、接种量为30%、葡萄糖初始浓度为5 g/L时,电极距离及外路负载越小,以葡萄糖为底物的MEC产氢性能最好,且乙酸钠、丙酸钠、丁酸钠、葡萄糖均适用于MEC产氢;不同环境因素下,MEC的产氢性能与优势电活性菌Clostridium、Geobacter、Desulfovibrio、Desulfuromonas的丰度正相关;其中不同外路负载、温度、初始pH值、接种量条件下,产氢性能与MEC阳极生物膜的细菌多样性正相关;不同电解电压、电极距离、底物条件下,产氢性能与MEC阳极生物膜的多样性没有直接关系;不同初始葡萄糖浓度条件下,产氢性能与阳极生物膜的细菌多样性负相关;阳极生物膜表面的优势菌不全都是电活性菌;培养液的微生物多样性普遍大于相同条件下培养的阳极生物膜的多样性,而MEC阳极生物膜上的优势电活性菌的丰度均大于培养液,培养液中含有少量的电活性微生Clostridium、Desulfovibrio、Desulfuromonas,而培养液中Geobacter的量微乎其微甚至没有;从丰度最大的几个优势菌门来看,Bacteroidete的丰度培养液>MEC阳极生物膜,而Actinobacteria、Firmicutes、Proteobacteria的丰度则是阳极生物膜>培养液;