[发明专利]一种脱铬红细菌及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及微生物领域，具体地，本发明涉及一种脱铬红细菌及其应用。 

背景技术

铬盐工业是无机盐工业的一个重要分支，其主要产品有重铬酸钠、铬酸酐、重铬酸钾、氧化铬等。铬的化合物广泛存在于铬盐生产、纺织品染色、染料生产及制革、电镀等行业所排放的废水中。1991-1995年有关部门对国内城市河流、七大水系及湖泊水库的监测中发现Cr和Pb是比较普遍的重金属污染物。水体中的重金属通过直接饮水、食用被污水灌溉过的蔬菜和粮食等途径进人人体，威胁着人们的身体健康。工业废水中常见的铬化合物为Cr(III)和Cr(VI)两种价态，其中Cr(III)是人体必需的微量元素，其毒性是Cr(VI)的百分之一。Cr(III)参与体内糖类的新陈代谢过程，成人每天需要从食物中摄入50-200μg的Cr(III)，若缺乏会导致高血脂和高胆固醇等(Baral，A.and R.D.Engelken，Chromium-based regulations and greening in metalfinishing industries in the USA.Environmental Science & Policy，2002.5(2)：121-133.)。但是Cr(VI)属于高毒性污染物，也是铬盐工业排放的主要污染物之一，对人体危害极大。这是由于Cr(VI)在自然界水体中常以CrO₄^2-形态存在，在人体的生理pH值时，CrO₄^2-极易通过阴离子转运蛋白进入细胞体内，从而引起基因变异和致癌。中华人民共和国《污水综合排放标准》将Cr(VI)列为优先考虑的一类污染物之一，规定工业排放物中六价铬含量不高于0.5mg/l，包括三价铬在内的总铬含量不高于1.5mg/l。同时世界卫生组织规定饮用水中六价铬含量应不高于0.05mg/l。因此，Cr(VI)的污染治理也就成为环保工作者的重要课题之一。 

现有的Cr(VI)处理技术以物理化学法为主，包括将Cr(VI)还原成低毒的Cr(III)，再进行化学沉淀、机械过滤、离子交换以及膜分离和活性炭吸附等。但是这些方法通常需要大量的化学还原剂和沉淀剂，同时会产生大量的有毒污泥。另外，当废水中金属离子浓度低至1-100mg/l时，化学沉淀法和电化学法的效率过低，而离子交换、膜分离和活性炭吸附的成本则过高，因此现有方法并不能从根本上解决问题(Wang，J.and C.Chen，Biosorption of heavy metals by Saccharomyces cerevisiae：Areview.Biotechnology Advances.24(5)：427-451；Nourbakhsh，M.，et al.，A comparativestudy of various biosorbents for removal of chromium(VI)ions from industrial waste waters.Process Biochemistry，1994.29(1)：1-5；Volesky，B.，Detoxification ofmetal-bearing effluents：biosorption for the next century.Hydrometallurgy，2001.59(2-3)：203-216.)。鉴于此，国内外已经将水体重金属污染的研究重点集中在新兴的生物技术领域。迅速发展的生物技术使得重金属废水的无害化处理成为可能，同时生物材料的天然性质使生物吸附剂具备良好的发展前景。 

生物富集技术处理含铬重金属废水是指利用具有Cr(VI)耐受性的活体微生物的新陈代谢作用将废水中具有生物毒性的Cr(VI)还原为毒性较低的Cr(III)，从而脱除了废水中的Cr(VI)。很多细菌类微生物的细胞内含有铬还原酶，能将Cr(VI)还原为毒性较低的Cr(III)，而且会降低Cr(III)的可溶性，为生物技术处理含铬废水提供了一种可行方法。另外，由于微生物具有选择性地吸附重金属离子、能不断繁殖、被富集的金属离子不会返回环境中，还可以利用新陈代谢作用连续地富集重金属离子等优点，因此生物富集技术为含Cr(VI)重金属废水的处理提供了更广泛的空间(Malik，A.，Metal bioremediation through growing cells.Environment International，2004.30(2)：261-278.)。