[發(fā)明專利]一種Cr(Ⅵ)還原菌株C6及其培養(yǎng)條件和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011217783.0
• 申請日: 2020-11-04
• 公開（公告）號: CN112159786B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 谷雅文;周磊景;任玉文;于鯤鵬;周曉輝
• 申請（專利權(quán)）人: 河北科技大學(xué)
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;B09C1/10;C02F3/34;C12R1/07;C02F101/22
• 代理公司: 石家莊國為知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 13120
• 代理人: 李坤

本發(fā)明涉及微生物應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體公開一種Cr(Ⅵ)還原菌株C6及其培養(yǎng)條件和應(yīng)用。所述Cr(Ⅵ)還原菌株C6的菌種保藏編號為CGMCC No.20390，其可應(yīng)用于Cr(Ⅵ)污染廢水及Cr(Ⅵ)污染土壤處理中以及制備Cr(Ⅵ)污染廢水處理劑或Cr(Ⅵ)污染土壤處理劑。本發(fā)明提供的Cr(Ⅵ)還原菌株C6兼具耐高濃度Cr(Ⅵ)和快速高效還原Cr(Ⅵ)的能力，且Cr(Ⅵ)還原菌株C6的環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、對環(huán)境安全性好、對人體無致病性、培養(yǎng)成本低，在Cr(Ⅵ)還原中接種量小、不會產(chǎn)生二次污染，具有極高的工業(yè)推廣應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微生物應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種Cr(Ⅵ)還原菌株C6及其培養(yǎng)條件和應(yīng)用。

背景技術(shù)

鉻(Cr)自1797年由法國科學(xué)家Vauquelin從鉻鉛礦中發(fā)現(xiàn)以來，被廣泛地應(yīng)用于皮革、電鍍、顏料、選礦、化工和木材防腐等行業(yè)，為工業(yè)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。于此同時，人類對作為原材料的鉻和鉻鹽的開采、冶煉、加工及商業(yè)制造活動日益增多，產(chǎn)生了大量的含鉻廢渣和廢水。鉻在自然條件下以九種價態(tài)存在，但在大氣、土壤和水中最常見的鉻化合物是以六價鉻Cr(Ⅵ)或三價鉻Cr(Ⅲ)的形式存在。Cr(Ⅲ)是生物所必需的微量營養(yǎng)元素，相對難溶于水，無致癌性；而Cr(Ⅵ)主要以Cr₂O₇^2-和CrO₄^2-形式存在，相比于Cr(Ⅲ)，其具有高遷移性、高水溶性和對所有生物體有毒等特性，對人類健康和生態(tài)環(huán)境具有顯著的危害。Cr(Ⅵ)很容易被生物體吸收，可通過呼吸道、消化道和皮膚三種途徑侵入人體并在體內(nèi)蓄積，當(dāng)超過人體的生理負(fù)荷時，會導(dǎo)致急、慢性疾病或產(chǎn)生遠(yuǎn)期危害，對皮膚、內(nèi)臟和神經(jīng)系統(tǒng)造成嚴(yán)重?fù)p傷；目前已證明Cr(Ⅵ)的存在和肺癌的發(fā)生存在顯著相關(guān)性；Cr(Ⅵ)容易被動植物吸收，通過食物鏈破壞生態(tài)系統(tǒng)。因此，Cr(Ⅵ)成為國際公認(rèn)的三種致癌金屬物之一。我國是鉻產(chǎn)品生產(chǎn)和使用大國，每年的鉻鹽產(chǎn)量已經(jīng)超過16萬噸，而鉻渣的排放量卻在35-42萬噸，其含有的Cr(Ⅵ)約為3500噸；同時向環(huán)境排放近百噸的含Cr(Ⅵ)廢水，因此，Cr(Ⅵ)污染治理研究是一個長期而艱巨的任務(wù)。

Cr(Ⅲ)在環(huán)境中易形成非晶型的氫氧化物沉淀，且生物毒性較小，細(xì)胞膜對游離Cr(Ⅲ)不可滲透，使其毒性僅為Cr(Ⅵ)的千分之一，因此，將Cr(Ⅵ)還原為Cr(Ⅲ)是一種公認(rèn)的治理污染的有效策略。常規(guī)Cr(Ⅵ)修復(fù)方式包括化學(xué)沉淀、化學(xué)還原、離子交換、吸附、電化學(xué)等方法。這些方法成本昂貴，并會消耗大量的化學(xué)物質(zhì)且易造成二次污染。

自從20世紀(jì)70年代Romanenko等首次在厭氧環(huán)境中發(fā)現(xiàn)了具有Cr(Ⅵ)還原能力的細(xì)菌以來，細(xì)菌介導(dǎo)的Cr(Ⅵ)還原由于反應(yīng)溫和、能耗低且無二次污染的特點(diǎn)，被認(rèn)為是最具潛力的Cr(Ⅵ)污染修復(fù)方法之一。與傳統(tǒng)方法相比，用微生物處理含Cr(Ⅵ)廢水的優(yōu)點(diǎn)有：運(yùn)行過程中微生物可不斷生長繁殖，從而還原的金屬離子可隨生物量的增加而增加，不會出現(xiàn)反應(yīng)飽和現(xiàn)象，不需要加入大量的化學(xué)藥劑，不需要特殊的防腐設(shè)備，設(shè)備簡單，投資少。

研究證實(shí)，微生物菌株對Cr(Ⅵ)的耐受性(一般認(rèn)為，只有能夠耐受10.4mg/L濃度Cr(Ⅵ)的微生物，才能被稱為耐Cr(Ⅵ)微生物)和對Cr(Ⅵ)的還原能力之間沒有相關(guān)性，對Cr(Ⅵ)具有較好的去除能力的菌株并不一定就耐受性高。且已報道能還原Cr(Ⅵ)的微生物往往對人類的健康產(chǎn)生威脅，如微球菌存在致病性，會引起毛囊炎、蜂窩組織炎及傷口化膿等局部感染，還可引起氣管炎、肺炎及中耳炎等全身感染；腸桿菌中的條件致病菌，會引起尿道炎、膀胱炎、闌尾炎及術(shù)后床上感染。且絕大多數(shù)菌種只能在厭氧條件下還原Cr(Ⅵ)。因此，目前出現(xiàn)的能還原Cr(Ⅵ)的微生物大多表現(xiàn)為Cr(Ⅵ)耐受性低、接種量大培養(yǎng)成本高，以及還原量低、還原所需時間長、環(huán)境適應(yīng)能力差和對人體有害等缺點(diǎn)，離工業(yè)的普遍應(yīng)用還有一定距離。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有能還原Cr(Ⅵ)的微生物大多表現(xiàn)為Cr(Ⅵ)耐受性低、接種量大、培養(yǎng)成本高，以及還原量低、還原所需時間長、環(huán)境適應(yīng)能力差和對人體有害的問題，本發(fā)明提供一種Cr(Ⅵ)還原菌株C6及其培養(yǎng)條件和應(yīng)用。