微生物铬转化和抗性机制与生物修复研究进展

铬(Chromium,Cr)是过渡金属元素,在自然界中以六价[CrO_4~(2-),Cr_2O_7~(2-),Cr(Ⅵ)]和三价[Cr(OH)_3,Cr(Ⅲ)]为主。很多微生物在长期铬胁迫的条件下,进化出了一系列铬转化和抗性机制。微生物对铬的转化包括Cr(Ⅵ)的还原和Cr(Ⅲ)的氧化。微生物的Cr(Ⅵ)还原可以将毒性强的六价铬转化为毒性弱或无毒的三价铬,这类微生物有较强的土壤和水体铬污染治理潜力。Cr(Ⅲ)的氧化也在铬的生物地球化学循环过程中起着至关重要的作用。除了Cr(Ⅵ)的还原,微生物对铬的抗性机制还有:(1)减少摄入;(2)外排;(3)清除胞内氧化压力;(4)DNA修复。本文主要介绍微生物的铬转化和抗性机制,以及其在铬污染生物修复中应用的最新研究进展。     

耐盐菌Staphylococcus sp. YZ-1和Bacillus cereus CC-1的Cr(VI)脱毒特性与机理

[背景]高盐含铬废水的去除过程中,Cr(Ⅵ)还原菌是研究者关注的重点,但目前对耐盐菌株的Cr(Ⅵ)脱毒特性及机理的分析仍较少。[目的]比较两株耐盐菌株的Cr(Ⅵ)移除特性,并区分Cr(Ⅵ)耐受机制的差异;通过基因组测序分析,从基因层面推测铬耐受相关基因;构建铬还原菌的混菌体系,考察两者对去除污染物的协同作用。[方法]从青海茶卡盐湖分离耐盐菌Staphylococcus sp.YZ-1,与Bacillus cereus CC-1进行基础特性和Cr(Ⅵ)去除性能的比较,并通过全基因组序列的分析验证特性测试的结果。[结果]两株菌都具有铬移除特性,但CC-1的铬移除效率更高,在初始Cr(Ⅵ)浓度为0.1 mmol/L情况下,CC-1能在12h内移除95.3%的Cr(Ⅵ),而YZ-1只能移除40.1%。在进一步实验中发现YZ-1只能对Cr(Ⅵ)进行还原,将其转化为可溶的有机态Cr(Ⅲ),而CC-1能同时对Cr(Ⅵ)进行还原和吸附。全基因组分析发现YZ-1具有编码外排泵蛋白的基因和编码NAD(P)H氧化还原酶的基因,而CC-1具有编码铬转运蛋白ChrA和细胞色素C氧化还原酶的基因。两株菌的混菌体系在处理含Cr(Ⅵ)、Te(Ⅳ)的废水时,菌群能将还原产物聚集成团并沉淀到底部。[结论]菌株YZ-1和CC-1均为耐盐铬还原菌,但YZ-1中的铬还原酶为诱导型酶,CC-1则为组成型酶。基因组数据分析鉴别出两者可能同时存在多种铬耐受机制相关编码基因。混合菌群可以结合YZ-1的自絮凝特性和两者均有的Te(Ⅳ)/Cr(Ⅵ)还原活性,具有潜在的实用价值。     

耐盐菌Staphylococcus sp. YZ-1和Bacillus cereus CC-1的Cr(Ⅵ)脱毒特性与机理

[背景]高盐含铬废水的去除过程中,Cr(Ⅵ)还原菌是研究者关注的重点,但目前对耐盐菌株的Cr(Ⅵ)脱毒特性及机理的分析仍较少。[目的]比较两株耐盐菌株的Cr(Ⅵ)移除特性,并区分Cr(Ⅵ)耐受机制的差异;通过基因组测序分析,从基因层面推测铬耐受相关基因;构建铬还原菌的混菌体系,考察两者对去除污染物的协同作用。[方法]从青海茶卡盐湖分离耐盐菌Staphylococcus sp.YZ-1,与Bacillus cereus CC-1进行基础特性和Cr(Ⅵ)去除性能的比较,并通过全基因组序列的分析验证特性测试的结果。[结果]两株菌都具有铬移除特性,但CC-1的铬移除效率更高,在初始Cr(Ⅵ)浓度为0.1 mmol/L情况下,CC-1能在12h内移除95.3%的Cr(Ⅵ),而YZ-1只能移除40.1%。在进一步实验中发现YZ-1只能对Cr(Ⅵ)进行还原,将其转化为可溶的有机态Cr(Ⅲ),而CC-1能同时对Cr(Ⅵ)进行还原和吸附。全基因组分析发现YZ-1具有编码外排泵蛋白的基因和编码NAD(P)H氧化还原酶的基因,而CC-1具有编码铬转运蛋白ChrA和细胞色素C氧化还原酶的基因。两株菌的混菌体系在处理含Cr(Ⅵ)、Te(Ⅳ)的废水时,菌群能将还原产物聚集成团并沉淀到底部。[结论]菌株YZ-1和CC-1均为耐盐铬还原菌,但YZ-1中的铬还原酶为诱导型酶,CC-1则为组成型酶。基因组数据分析鉴别出两者可能同时存在多种铬耐受机制相关编码基因。混合菌群可以结合YZ-1的自絮凝特性和两者均有的Te(Ⅳ)/Cr(Ⅵ)还原活性,具有潜在的实用价值。     

微生物修复返溶铬污染场地的研究进展

目前,我国历史遗留铬渣堆场多数采用湿法解毒工艺进行处理,但大量化学药剂的添加不仅增加了成本,引入了污染物,而且随时间的延长铬渣中的Cr(Ⅵ) 源源不断的返溶,场地出现返黄现象,形成二次污染。为了持久稳定的修复铬渣,研究人员提出用微生物修复技术处理湿法解毒后铬渣中Cr(Ⅵ) 的返溶。文中综述了国内外微生物修复铬渣污染场地的研究进展,首先简述了铬渣的危害、处理现状及传统的铬污染修复技术,并以湿法解毒铬污染为例,重点揭示了处理后铬渣中Cr(Ⅵ) 的返溶机理,由此可知湿法解毒后的二次污染不可避免。随后详述了微生物修复Cr(Ⅵ) 过程中生物还原、生物吸附和生物矿化三大作用机理,并阐述了铬污染场地修复过程中微生物物种的响应及群落结构的演替,最后,总结了微生物修复铬渣的研究进展并展望了未来的研究方向。     

异化铁还原细菌LQ25还原重金属Cr(Ⅵ)的特性研究

【背景】异化铁还原细菌能够在还原Fe(Ⅲ)的同时将毒性较大的Cr(Ⅵ)还原成毒性较小的Cr(Ⅲ),解决铬污染的问题。【目的】基于丁酸梭菌(Clostridiumbutyricum)LQ25异化铁还原过程制备生物磁铁矿,开展异化铁还原细菌还原Cr(Ⅵ)的特性研究。【方法】构建以氢氧化铁为电子受体和葡萄糖为电子供体的异化铁培养体系。菌株LQ25培养结束时制备生物磁铁矿。设置不同初始Cr(Ⅵ)浓度(5、10、15、25和30mg/L),分别测定菌株LQ25对Cr(Ⅵ)还原效率以及生物磁铁矿对Cr(Ⅵ)的还原效率。【结果】菌株LQ25在设置的Cr(Ⅵ)浓度范围内都能良好生长。当Cr(Ⅵ)浓度为15 mg/L时,在异化铁培养条件下,菌株LQ25对Cr(Ⅵ)的还原率为63.45%±5.13%,生物磁铁矿对Cr(Ⅵ)的还原率为87.73%±9.12%,相比菌株还原Cr(Ⅵ)的效率提高38%。pH变化能影响生物磁铁矿对Cr(Ⅵ)的还原率,当pH2.0时,生物磁铁矿对Cr(Ⅵ)的还原率最高,几乎达到100%。电子显微镜观察发现生物磁铁矿表面有许多孔隙,X-射线衍射图谱显示生物磁铁矿中Fe(II)的存在形式是Fe(OH)_2。【结论】基于异化铁还原细菌制备生物磁铁矿可用于还原Cr(Ⅵ),这是一种有效去除Cr(Ⅵ)的途径。     

青霉吸附水体重金属铬条件与特性研究

目的:研究青霉(Penicillium lh-1)作为吸附剂去除水体中六价铬的吸附条件与吸附特性.方法:菌种摇瓶培养收获茵体,干燥粉碎分选,添加吸附剂到体积100ml浓度50mg/L六价铬溶液中,对最优吸附温度、pH、共存离子以及铬被吸附形式进行研究.结果:①温度28℃以及酸性环境(pH 3)为最优吸附条件,10 h内,Cr(Ⅵ)的生物吸附去除效率达99%.②铬的生物吸附主要以六价形式,约占80%,部分Cr(Ⅵ)被还原成Cr(Ⅲ),约占20%.③溶液中共存离子对六价铬吸附的影响不同,一价阴离子与Cu2+对Cr(Ⅵ)的吸附几乎没有影响,二价阴离子和Ni2+的存在却明显地影响了生物吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附.结论环境温度、溶液pH以及溶液中共存离子对铬的生物吸附有显著的影响.     

不同含铬废水对薏苡人工湿地残根分解及铬化学形态的影响

为探讨生活污水与营养液两种不同的水源对六价铬[Cr(Ⅵ)]污染人工湿地残根分解及铬化学形态转化的影响,该研究通过构建微型薏苡人工湿地处理含铬废水 [分别以生活污水(DWS)和1/2 Hoagland营养液(HNS)配制含0、20、40 mg· L^-1 Cr(Ⅵ)的配制液作为模拟含铬废水],采用埋根分解法,研究残根的分解动态,以及铬化学形态转化规律。结果表明:(1)20、40 mg· L^-1 Cr(Ⅵ)胁迫下,薏苡的生长均受到抑制,HNS处理株高和茎径均大于DWS处理,但HNS处理的株高和茎径受Cr(Ⅵ)抑制程度大于DWS处理。(2)薏苡残根分解速率随Cr(Ⅵ)处理浓度的提高而降低,HNS处理残根分解速率大于DWS处理。分解60 d后,DWS处理条件下,20、40 mg· L^-1 Cr(Ⅵ)处理残根铬含量比埋根初期分别降低了11.70%、8.09%,HNS处理下分别下降了15.80%、18.42%。20、40 mg· L^-1 Cr(Ⅵ)处理薏苡残根的残渣态铬占比均随埋根时间的延长而降低,而乙醇提取态铬和去离子水提取态铬占比增大,醋酸结合态铬占比则显著增大。(3)残根分解初期,HNS和DWS处理出水中的COD、TN、NH₄-N以及总铬含量均有提高,而后降低,变化趋势与残根分解进程一致,HNS处理人工湿地对废水中铬的去除效率更高。该研究结果表明在人工湿地植物收割后,根系分解可短时间内提高出水中铬含量,适当改善污水中营养状况,可以促进残根分解和湿地对铬的去除。     

水环境中Cr(Ⅵ)对鱼类毒性机理研究进展

随着工业,特别是不锈钢产业的迅速发展,环境中的铬污染问题日益严重,Cr(Ⅵ)能够很容易地透过细胞膜进入细胞和生物体内,其毒性远高于Cr(Ⅲ).铬作为变价金属,其在鱼类体内能够产生活性氧自由基(ROS),对机体产生氧化胁迫效应;此外,Cr(Ⅵ)在细胞还原作用下生成的中间产物\[Cr(Ⅴ)、Cr(Ⅳ)等\]会进一步和DNA结合,导致基因的损伤和突变,从而危害鱼类的生长发育和种群结构.本文在不同水平上,系统总结了Cr(Ⅵ)对鱼类的毒性效应,从多个层次(分子、细胞、组织、器官、个体）阐述了Cr(Ⅵ)的毒性作用机制和鱼类相应的毒性解毒机制,并对于Cr(Ⅵ)的毒性研究中尚不完全清楚、需要深入考察的方面进行了探讨.     

细菌六价铬还原及吸附机制研究进展

六价铬[Hexavalent chromium,Cr(Ⅵ)]是一种致癌物,其毒性远大于三价铬,因此会对人体健康和生态环境造成危害。Cr(Ⅵ)污染场地中的细菌主要通过生物还原和生物吸附降低Cr(Ⅵ)的毒性和迁移能力。Cr(Ⅵ)还原细菌的抗性机制与还原过程已被多次讨论,但现有综述还缺乏细菌类别、铬酸盐还原酶活性与吸附机制的总结。因此,本文通过系统发育树展示常见Cr(Ⅵ)还原细菌的类别,归纳细菌的Cr(Ⅵ)还原机制,总结现阶段铬酸盐还原酶的酶活性参数与反应条件,并讨论环境影响因子对细菌Cr(Ⅵ)还原的影响。其次,本文综述了细菌对Cr(Ⅵ)的吸附现象与机理。最后,本文对未来细菌修复Cr(Ⅵ)污染的机理研究进行了展望,以期加深对细菌Cr(Ⅵ)还原和吸附过程的了解。     

食物相铬在豹纹鳃棘鲈鱼不同脑区的生物累积

为研究食物来源的铬(Cr)在鱼脑部生物累积的情况, 用含有不同浓度(0、10、50和250 mg/kg)不同形态及价态Cr[有机Cr为吡啶甲酸铬Cr Pic, 无机Cr为Cr Cl₃和K₂Cr₂O₇(Cr(Ⅲ); Cr(Ⅵ)]的饲料投喂豹纹鳃棘鲈(Plectropomus. leopardus)幼鱼66d, 并以原子吸收光谱法(AAS)在第7、第12、第18、第40和第66天取样测定幼鱼的下丘脑、前脑、中脑和后脑区域中Cr生物累积量。结果表明, 食物中铬在幼鱼4种脑组织中的累积量普遍在暴露前期(7—40d)显著增加, 而在最后一个时期(66d)显著减少。但是, 总铬的生物蓄积量在4种脑区并未以剂量和时间依赖性方式存在。此外, 在相同浓度和时间条件下, 不同铬源Cr Pic、Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的处理,总铬在不同脑区的含量基本呈现Cr Pic > Cr(Ⅲ) > Cr(Ⅲ)的规律, 具有明显的组织差异性。研究发现食物来源的Cr在鱼类等水生动物大脑不同脑区的累积与Cr不同形态、价态和浓度紧...     

铬还原菌的分离筛选及其在微生物燃料电池生物阴极中的应用

【目的】水溶性的Cr(Ⅵ)对环境及人类造成的危害是社会亟待解决的问题。Cr(Ⅵ)还原菌株的分离筛选、还原特性的分析和在微生物燃料电池中的应用为六价铬污染水体的微生物修复提供科学依据和新的方法。【方法】从黄河兰州段排污口采集样本,用平板法分离筛选获得具有Cr(Ⅵ)还原能力的菌株,并将Cr(Ⅵ)还原能力最强的LZU-26菌株应用到微生物燃料电池中,检测其产电能力和Cr(Ⅵ)还原特性。【结果】共分离得到21株具有Cr(Ⅵ)还原能力的菌株,其中LZU-26菌株Cr(Ⅵ)还原能力最强,属于Cellulosimicrobium cellilans。0.4 mmol/L初始Cr(Ⅵ)在LZU-26的作用下24 h铬还原率可达到95.89%,在48 h后达99.97%。将LZU-26运用在微生物燃料电池生物阴极,所获得的最大电压和最大功率密度分别为68 mV和6.8 W/cm~2。生物阴极Cr(Ⅵ)还原率(68.9%)也远高于化学阴极(14.7%)和对照组(2.7%)。【结论】利用Cr(Ⅵ)还原菌作为微生物燃料电池生物阴极处理含铬废水,将会是一种高效、节能和环境友好的方法。     

奇异变形杆菌Proteus mirabilis A57对Cr(Ⅵ)污染的生物修复研究

自铬污染工业废水中分离得到若干株Cr(Ⅵ)耐受菌株,并通过对比各耐受菌株MIC(最小抑菌浓度)以及去除效率,确定实验菌株A57。通过形态学、生理生化鉴定结合16SrDNA序列比对分析,鉴定为奇异变形杆菌Proteus mirabilis A57。生物修复试验结果表明, P. mirabilis在100 mg·L^–1的Cr(Ⅵ)浓度下即有较高的Cr(Ⅵ)去除能力, 28℃下培养24 h总去除率为44.79%。进一步的条件优化实验表明, P. mirabilis在最佳培养条件下(30℃,初始pH7.0),42 h可将150mg·L^–1的Cr(Ⅵ)完全去除。不同组分试验结果显示,菌株A57的菌体可以更有效地去除Cr(Ⅵ)(相对于上清液和细胞裂解物)。扫描电子显微镜(SEM)试验观察到细胞表面形成不规则非晶态物质,表明Cr(Ⅵ)的生物修复反应主要发生在细菌细胞表面,XPS结果证实了生物还原反应的发生,菌体表面Cr元素存在形式主要为Cr(OH)₃及CrCl₃。     

蜡样芽孢杆菌CP-1对Cr(Ⅵ)还原效果研究

为了提高蜡样芽孢杆菌CP-1菌株对Cr(Ⅵ)的还原效果,采用单因素和正交试验,通过摇瓶发酵培养,对影响蜡样芽孢杆菌CP-1菌株还原Cr(Ⅵ)的发酵培养基成分和培养条件进行了优化,并研究了最佳发酵条件下的蜡样芽孢杆菌CP-1对Cr(Ⅵ)的还原效果。结果表明,蜡样芽孢杆菌CP-1菌株还原Cr(Ⅵ)的最佳培养基组成为:1%甘露醇, 3%的大豆蛋白胨, 0.05%KCl, 0.1%CuSO4,在此基础上的最佳培养条件为:pH7.0、6%接种量、45℃培养3 d,在此条件下,Cr(Ⅵ)初始浓度为100mg·L^-1时,对Cr(Ⅵ)的还原率达99.75%。在Cr(Ⅵ)污染的土壤中添加蜡样芽孢杆菌CP-190d后,土壤中的Cr(Ⅵ)含量降低55.15%左右。     

氨氮和硝酸盐氮对沙雷氏菌S2还原Cr(Ⅵ)能力的影响

【目的】研究氨氮(AN)与硝酸盐氮(NN)对沙雷氏菌S2还原Cr(Ⅵ)能力的影响。【方法】在实验室中模拟常见的环境中氮污染,S2在含Cr(Ⅵ)培养的同时在培养体系中加入不同剂量的AN或/和NN,每隔一定时间测定培养体系的菌量(A600)、Cr(Ⅵ)还原率、AN含量、NN含量。【结果】低、中浓度AN能缓解Cr(Ⅵ)对S2生长的抑制作用;高浓度NN和AN可加快S2的衰亡。AN独立作用时,各组间Cr(Ⅵ)去除率和氨氮含量无显著关联。NN独立作用时,S2的Cr(Ⅵ)去除率在低浓度组降低10.0%以上(P0.05),在高浓度组增高7.1%(P0.05);S2能在4 h内使200 mg/L的NN降至对照组水平。双氮联合作用时,低浓度组对菌株除Cr(Ⅵ)能力的影响与AN单独作用类似,而高浓度组则类似NN单独作用。【结论】AN的存在对S2的Cr(Ⅵ)还原能力无明显影响,NN浓度高低对S2的Cr(Ⅵ)还原能力有不同影响,S2具有很强的除NN能力,可同时去除环境中Cr(Ⅵ)和硝酸盐氮污染。     

隐藏嗜酸菌Acidiphilium cryptum XTS的Cr(Ⅵ)还原特性及相关基因的差异表达

[目的]考察pH值、初始Cr(Ⅵ)浓度、Fe(Ⅲ)的加入及氧气含量对隐藏嗜酸菌Acidiphiliumcryptum XTS还原Cr(Ⅵ)的影响及其六价铬还原相关基因在不同培养条件下的差异表达.[方法]采用正交试验法L9(34)优选Cr(Ⅵ)还原最适条件;根据模式菌A.cryptum JF-5同源功能基因序列设计引物,对菌株XTS中的六价铬还原相关基因Acry_2099在不同培养条件下的基因差异表达进行分析.[结果]pH为2.9,初始Cr(Ⅵ)浓度为80 mg/L,Fe(Ⅲ)浓度为100 mg/L的条件是该菌株还原Cr(Ⅵ)的最优化配合比,在该条件下处理24 h,Cr(Ⅵ)的还原率达到67.48％;从菌株XTS中成功克隆了Acry 2099基因,其序列与模式菌A.cryptum JF-5的同源功能基因序列一致性达到了99.7％;在不同pH值、初始Cr(Ⅵ)浓度及氧气含量下Acry_2099基因表达上调情况与Cr(Ⅵ)还原速率呈一致趋势,证明Acry 2099很可能参与还原Cr(Ⅵ)的代谢途径.虽然加入Fe(Ⅲ)能促进Cr(Ⅵ)的还原,但是铁的加入对Acry 2099基因表达水平没有显著的影响.[结论]A.cryptumXTS对Cr(Ⅵ)的还原与pH值、初始Cr(Ⅵ)浓度、Fe(Ⅲ)的存在等因素有关,较低的pH和较高的初始Cr(Ⅵ)浓度对该菌还原Cr(Ⅵ)具有促进作用.     

苏云金芽胞杆菌还原Cr(Ⅵ)的转座子突变体库构建和分析

将高毒性的Cr(Ⅵ)还原成低毒的Cr (Ⅲ),是处理含Cr(Ⅵ)废水常用的方法之一.以高效还原Cr(Ⅵ)的苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,简称Bt)407为研究对象,将转座子随机突变载体pIC333转化Bt407,构建容量为1 500株的随机突变体库,从中筛选出Cr(Ⅵ)还原能力极显著差异(P＜0.01)的突变株14株.通过扩增并测定转座子插入位点的侧翼序列,确定Bt407-Cr244突变株的转座子插入位点为细胞色素氧化酶亚单位Ⅰ.Bt 407及其14株突变株的生长曲线十分相近,表明突变株Cr(Ⅵ)还原能力发生改变不是由菌株繁殖能力提高引起的.在培养24 h后,Bt 407-Cr1 49和Bt 407-Cr285培养液中的总络浓度比Bt 407极显著降低(P＜0.01),说明这2株突变株在解毒Cr(Ⅵ)过程中除了还原作用,可能还具有生物吸附,而其余12株突变子主要通过还原Cr(Ⅵ)起作用.     

铬对中国林蛙蝌蚪生长发育的毒性效应

为评价水域环境中铬元素对两栖动物幼体的急性毒性,将中国林蛙(Rana chensinensis)28～29期蝌蚪分别暴露于30～35 mg·L-1Cr(Ⅲ)6个不同浓度和10 ～ 45mg·L-1Cr(Ⅵ)6个不同浓度的水体中,分别在24、48、72和96 h统计蝌蚪的死亡率及半致死浓度(LC50).结果表明:暴露24、48、72和96 h,Cr(Ⅲ)对蝌蚪的LC50分别为34.09±1.06、33.47±0.65、32.58±0.11和(32.05±0.20) mg·L-1,安全浓度(SC)为(3.21±0.02)mg·L-1;Cr(Ⅵ)对蝌蚪的LC50分别为91.97±5.32、51.19±4.62、35.79±1.40和(28.81±1.87) mg·L-1,安全浓度(SC)为(2.88±0.19) rng·L-1.观察表明:Cr(Ⅲ)的急性毒性是通过与蝌蚪皮肤表面的分泌物结合后粘附在鳃部,导致呼吸障碍致死;而Cr(Ⅵ)的强氧化性可导致蝌蚪的表皮溃变,鳃部萎缩致死;另外,将28～29期蝌蚪暴露于安全浓度(SC)以下的含铬水体进行慢性实验,通过检测蝌蚪的体长、体重和完全变态时间显示,低浓度的Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)对蝌蚪的生长发育仍具有一定的抑制作用,并可导致畸型发生,其作用强度呈现剂量效应,但时间累积效应不规律.     

Cr(Ⅵ)还原菌Microbacterium sp.BD6的分离鉴定及还原特性

【目的】从电镀厂下水道的淤泥中分离筛选Cr(Ⅵ)高效还原菌,并对其生长和还原特性进行研究,以期为Cr(Ⅵ)污染的生物修复提供优质的菌种资源和应用参考。【方法】采用富集培养法从淤泥中分离、筛选出Cr(Ⅵ)还原菌,通过生理生化及16S rRNA基因序列分析进行初步鉴定。采用单因素实验确定菌株的最佳培养条件和抵抗胁迫环境的能力,利用外加电子供体改善菌株的Cr(Ⅵ)还原能力,筛选出最佳电子供体研究对菌株还原的影响。【结果】经分离筛选得到1株Cr(Ⅵ)耐受还原菌,初步鉴定为微杆菌属(Microbacterium sp.),命名为BD6。菌株BD6适宜在中温、偏碱性的环境条件下生长,能耐受50.0 g/L NaCl的高盐环境。Mn^2+对菌种的生长表现出较高的抑制,Ni^2+、Zn^2+、Cd^2+的抑制作用较小,Cu^2)产生了一定的促进作用。Cr(Ⅵ)对BD6的最低抑菌浓度为1700 mg/L。添加甘油、果糖、乳糖、葡萄糖、丙酮酸钠作为电子供体促进了菌株对Cr(Ⅵ)的还原。选择甘油作为菌株还原Cr(Ⅵ)的最佳电子供体,无电子供体添加时菌株96 h内对100 mg/L Cr(Ⅵ)的还原率仅为69.63%,添加2 g/L的甘油菌株在36 h内的还原率达到了100%。通过加大甘油的添加量可以促进菌株对初始浓度较高Cr(Ⅵ)的还原,但要受到Cr(Ⅵ)的毒性限制。菌株的最适还原条件和最适生长条件吻合,在50.0 g/L NaCl的高盐条件和50 mg/L Cd^2+的毒性环境中,添加2 g/L的甘油,菌株对100 mg/L Cr(Ⅵ)的还原率分别为72 h 96.79%、54 h 99.86%。【结论】分离筛选得到的Microbacterium sp.BD6是一株潜在的可用于Cr(Ⅵ)污染生物还原修复的候选菌株。     

Cr(Ⅵ)还原菌Microbacterium sp.BD6的分离鉴定及还原特性

【目的】从电镀厂下水道的淤泥中分离筛选Cr(Ⅵ)高效还原菌,并对其生长和还原特性进行研究,以期为Cr(Ⅵ)污染的生物修复提供优质的菌种资源和应用参考。【方法】采用富集培养法从淤泥中分离、筛选出Cr(Ⅵ)还原菌,通过生理生化及16S rRNA基因序列分析进行初步鉴定。采用单因素实验确定菌株的最佳培养条件和抵抗胁迫环境的能力,利用外加电子供体改善菌株的Cr(Ⅵ)还原能力,筛选出最佳电子供体研究对菌株还原的影响。【结果】经分离筛选得到1株Cr(Ⅵ)耐受还原菌,初步鉴定为微杆菌属(Microbacterium sp.),命名为BD6。菌株BD6适宜在中温、偏碱性的环境条件下生长,能耐受50.0 g/L NaCl的高盐环境。Mn~(2+)对菌种的生长表现出较高的抑制,Ni~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)的抑制作用较小,Cu~(2+)产生了一定的促进作用。Cr(Ⅵ)对BD6的最低抑菌浓度为1700 mg/L。添加甘油、果糖、乳糖、葡萄糖、丙酮酸钠作为电子供体促进了菌株对Cr(Ⅵ)的还原。选择甘油作为菌株还原Cr(Ⅵ)的最佳电子供体,无电子供体添加时菌株96 h内对100 mg/L Cr(Ⅵ)的还原率仅为69.63%,添加2 g/L的甘油菌株在36 h内的还原率达到了100%。通过加大甘油的添加量可以促进菌株对初始浓度较高Cr(Ⅵ)的还原,但要受到Cr(Ⅵ)的毒性限制。菌株的最适还原条件和最适生长条件吻合,在50.0 g/L NaCl的高盐条件和50 mg/L Cd~(2+)的毒性环境中,添加2 g/L的甘油,菌株对100 mg/L Cr(Ⅵ)的还原率分别为72 h 96.79%、54 h 99.86%。【结论】分离筛选得到的Microbacterium sp. BD6是一株潜在的可用于Cr(Ⅵ)污染生物还原修复的候选菌株。     

一组Cr(Ⅵ)还原菌群YEM001的培养优化

铬（Cr）是一种广泛应用于钢铁、鞣革、印染等领域的重要工业原料，由此而带来的Cr(Ⅵ)污染已成为我国主要重金属污染之一。YEM001是一组能有效还原污泥和垃圾渗滤液中的Cr(Ⅵ)，实现Cr(Ⅵ)污染生物修复的微生物菌群。然而菌群的扩大培养成为YEM001进一步应用的障碍。以优化菌群YEM001培养工艺条件为目标，通过单因素实验、正交实验对YEM001菌群的培养基和发酵条件进行了优化。结果显示以淀粉为碳源，YEM001能实现快速稳定的生长。优化后的YEM001菌群培养基为淀粉10 g/L，氯化铵3 g/L，硫酸镁2 g/L，酵母浸粉1 g/L。通过对搅拌转速、pH、通气等的调控，获得最佳发酵工艺条件为28 ℃、pH值 7.5、不通入空气、搅拌转速50 r/min。在该条件下，YEM001的培养液OD₆₀₀值可达1.91，且在60 h内能够完全还原100 mg/L Cr(Ⅵ)。通过成本分析，优化后每100 L培养基价格降低了38.11元，较优化前成本降低51.85%。