[发明专利]一种Cr(Ⅵ)还原菌株C6及其培养条件和应用

说明书

本发明涉及微生物应用技术领域，具体公开一种Cr(Ⅵ)还原菌株C6及其培养条件和应用。所述Cr(Ⅵ)还原菌株C6的菌种保藏编号为CGMCC No.20390，其可应用于Cr(Ⅵ)污染废水及Cr(Ⅵ)污染土壤处理中以及制备Cr(Ⅵ)污染废水处理剂或Cr(Ⅵ)污染土壤处理剂。本发明提供的Cr(Ⅵ)还原菌株C6兼具耐高浓度Cr(Ⅵ)和快速高效还原Cr(Ⅵ)的能力，且Cr(Ⅵ)还原菌株C6的环境适应性强、对环境安全性好、对人体无致病性、培养成本低，在Cr(Ⅵ)还原中接种量小、不会产生二次污染，具有极高的工业推广应用价值。

技术领域

本发明涉及微生物应用技术领域，尤其涉及一种Cr(Ⅵ)还原菌株C6及其培养条件和应用。

背景技术

铬(Cr)自1797年由法国科学家Vauquelin从铬铅矿中发现以来，被广泛地应用于皮革、电镀、颜料、选矿、化工和木材防腐等行业，为工业发展做出了巨大贡献。于此同时，人类对作为原材料的铬和铬盐的开采、冶炼、加工及商业制造活动日益增多，产生了大量的含铬废渣和废水。铬在自然条件下以九种价态存在，但在大气、土壤和水中最常见的铬化合物是以六价铬Cr(Ⅵ)或三价铬Cr(Ⅲ)的形式存在。Cr(Ⅲ)是生物所必需的微量营养元素，相对难溶于水，无致癌性；而Cr(Ⅵ)主要以Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-形式存在，相比于Cr(Ⅲ)，其具有高迁移性、高水溶性和对所有生物体有毒等特性，对人类健康和生态环境具有显著的危害。Cr(Ⅵ)很容易被生物体吸收，可通过呼吸道、消化道和皮肤三种途径侵入人体并在体内蓄积，当超过人体的生理负荷时，会导致急、慢性疾病或产生远期危害，对皮肤、内脏和神经系统造成严重损伤；目前已证明Cr(Ⅵ)的存在和肺癌的发生存在显著相关性；Cr(Ⅵ)容易被动植物吸收，通过食物链破坏生态系统。因此，Cr(Ⅵ)成为国际公认的三种致癌金属物之一。我国是铬产品生产和使用大国，每年的铬盐产量已经超过16万吨，而铬渣的排放量却在35-42万吨，其含有的Cr(Ⅵ)约为3500吨；同时向环境排放近百吨的含Cr(Ⅵ)废水，因此，Cr(Ⅵ)污染治理研究是一个长期而艰巨的任务。

Cr(Ⅲ)在环境中易形成非晶型的氢氧化物沉淀，且生物毒性较小，细胞膜对游离Cr(Ⅲ)不可渗透，使其毒性仅为Cr(Ⅵ)的千分之一，因此，将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)是一种公认的治理污染的有效策略。常规Cr(Ⅵ)修复方式包括化学沉淀、化学还原、离子交换、吸附、电化学等方法。这些方法成本昂贵，并会消耗大量的化学物质且易造成二次污染。

自从20世纪70年代Romanenko等首次在厌氧环境中发现了具有Cr(Ⅵ)还原能力的细菌以来，细菌介导的Cr(Ⅵ)还原由于反应温和、能耗低且无二次污染的特点，被认为是最具潜力的Cr(Ⅵ)污染修复方法之一。与传统方法相比，用微生物处理含Cr(Ⅵ)废水的优点有：运行过程中微生物可不断生长繁殖，从而还原的金属离子可随生物量的增加而增加，不会出现反应饱和现象，不需要加入大量的化学药剂，不需要特殊的防腐设备，设备简单，投资少。

研究证实，微生物菌株对Cr(Ⅵ)的耐受性(一般认为，只有能够耐受10.4mg/L浓度Cr(Ⅵ)的微生物，才能被称为耐Cr(Ⅵ)微生物)和对Cr(Ⅵ)的还原能力之间没有相关性，对Cr(Ⅵ)具有较好的去除能力的菌株并不一定就耐受性高。且已报道能还原Cr(Ⅵ)的微生物往往对人类的健康产生威胁，如微球菌存在致病性，会引起毛囊炎、蜂窝组织炎及伤口化脓等局部感染，还可引起气管炎、肺炎及中耳炎等全身感染；肠杆菌中的条件致病菌，会引起尿道炎、膀胱炎、阑尾炎及术后床上感染。且绝大多数菌种只能在厌氧条件下还原Cr(Ⅵ)。因此，目前出现的能还原Cr(Ⅵ)的微生物大多表现为Cr(Ⅵ)耐受性低、接种量大培养成本高，以及还原量低、还原所需时间长、环境适应能力差和对人体有害等缺点，离工业的普遍应用还有一定距离。

发明内容

针对现有能还原Cr(Ⅵ)的微生物大多表现为Cr(Ⅵ)耐受性低、接种量大、培养成本高，以及还原量低、还原所需时间长、环境适应能力差和对人体有害的问题，本发明提供一种Cr(Ⅵ)还原菌株C6及其培养条件和应用。