高濃度含鉻（Ⅵ）廢水的微生物解毒研究.pdf

1、鉻及鉻鹽是工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的原料，被廣泛應(yīng)用于電鍍、印染、冶金、化工、皮革、采礦、造紙、機(jī)械等行業(yè)中，這些行業(yè)都可產(chǎn)生大量含鉻廢水廢渣，污染環(huán)境。環(huán)境中的鉻可以直接或間接進(jìn)入人體，對人體健康造成危害，因此應(yīng)采取及時(shí)有效的方法治理含鉻廢水廢渣，防治鉻污染。鉻是一種重金屬元素，具有二價(jià)、三價(jià)和六價(jià)多種價(jià)態(tài)，其中三價(jià)和六價(jià)化合物較常見。鉻化合物中六價(jià)鉻的生物毒性最為強(qiáng)大，三價(jià)次之，二價(jià)毒性最小，Cr(Ⅵ)的毒性約是Cr(Ⅲ)的100倍，Cr

2、(Ⅵ)還是公認(rèn)的環(huán)境致癌物之一。因此，把Cr(Ⅵ)轉(zhuǎn)化成Cr(Ⅲ)，不僅是一種有效的解毒方式，而且也是最終從水環(huán)境中去除鉻的關(guān)鍵步驟。目前世界各國對六價(jià)鉻解毒大多采用化學(xué)方法，但化學(xué)處理法因化學(xué)氧化還原反應(yīng)的不徹底性以及投加還原試劑量大，使得六價(jià)鉻的處理總費(fèi)用高。而且在化學(xué)解毒過程中易產(chǎn)生新的二次污染。因此，人們紛紛把目光投向了用微生物治理鉻(Ⅵ)污染。因其投資成本低、能耗小、無污染，成為目前的研究鉻污染治理的熱點(diǎn)。 本研究針

3、對鉻(Ⅵ)污染廣泛，程度嚴(yán)重，難治理的問題，利用從自然界中分離的高效去除Cr(Ⅵ)菌株對含鉻廢水進(jìn)行微生物治理，旨在尋找價(jià)廉、實(shí)用、解毒徹底的治理鉻(Ⅵ)污染的微生物資源。本研究從受鉻(Ⅵ)嚴(yán)重污染的環(huán)境中分離馴化得到一株高度耐受和去除鉻(Ⅵ)的菌株，初步鑒定該菌株為產(chǎn)堿菌屬(Alcaligenes sp.)。本研究還對其除鉻(Ⅵ)的特性以及除鉻(Ⅵ)的機(jī)制進(jìn)行了初步研究。主要研究結(jié)果和結(jié)論如下： 1．采集電鍍廠的含鉻廢水排出

4、口的污泥，經(jīng)過一個(gè)月的連續(xù)馴化、反復(fù)純化、分離，最終得到一株高效耐受和去除鉻(Ⅵ)的菌株CQMU-1，該菌株在LB液體培養(yǎng)基中耐鉻(Ⅵ)濃度達(dá)500mg/L，在含鉻(Ⅵ)200mg/L的LB液體培養(yǎng)基中振蕩培養(yǎng)(30℃，100rpm)72h，鉻(Ⅵ)去除率達(dá)到66％。 2．通過形態(tài)特征觀察、常規(guī)生理生化測定和16S rDNA序列同源性分析，初步鑒定菌株CQMU-1為產(chǎn)堿菌屬(Alcaligenes sp.)，該菌株革蘭氏染色陰

5、性，細(xì)胞球狀到短桿狀，大小為1.66μm～1.96μm×0.9μm～1.05μm，周生1～3根鞭毛。在LB固體平板上培養(yǎng)48h，菌落直徑為0.05～0.15 cm，圓形，表面光滑、濕潤，邊緣整齊，低突起，菌落顏色為桃紅色。菌株最適生長7.0～8.0，最適生長溫度20～35℃；該菌株為化能異氧，呼吸代謝，不發(fā)酵，好氧，不分解纖維素，不水解明膠，氧化酶和接觸酶陽性，石蕊牛奶產(chǎn)堿，能在以氨為唯一氮源的液體培養(yǎng)基中生長，厭氧硝酸鹽產(chǎn)氣，營養(yǎng)譜廣

6、，能利用大多數(shù)碳水化合物。 3．微生物除鉻(Ⅵ)效果受環(huán)境因子的影響，通過研究該菌株在不同鉻(Ⅵ)初始濃度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、pH、接種菌量等條件下的除鉻(Ⅵ)效果發(fā)現(xiàn)該菌株去除鉻(Ⅵ)的最佳條件為：pH7.0～8.0，溫度30～35℃，接種菌量為0.5～2g/L，振蕩培養(yǎng)(100rpm)，鉻(Ⅵ)初始濃度小于200mg/L。我們還對菌株CQMU-1除鉻(Ⅵ)的機(jī)制進(jìn)行了初步探討，發(fā)現(xiàn)鉻(Ⅵ)的去除是在細(xì)菌不斷繁殖、代謝過程

7、中完成的，該菌株能利用大多數(shù)糖醇作為還原鉻(Ⅵ)的電子供體，其解毒鉻(Ⅵ)的機(jī)制是一個(gè)復(fù)雜的過程，可能是以酶催化還原作用為主，多方面作用協(xié)同作用的結(jié)果，而該菌株除鉻(Ⅵ)的確切機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。 總之，本研究從受鉻(Ⅵ)嚴(yán)重污染的環(huán)境中分離馴化得到一株高度耐受和去除鉻(Ⅵ)的產(chǎn)堿菌屬(Alcaligenes sp.)細(xì)菌，該菌株對鉻(Ⅵ)適應(yīng)性和耐受性強(qiáng)，去除鉻(Ⅵ)的活性高，可望成為微生物法凈化處理鉻(Ⅵ)污染的水體及土