[发明专利]利用异化铁还原细菌制备生物磁铁矿去除重金属铬的方法

说明书

本发明属于环境微生物领域，具体涉及一种利用异化铁还原细菌制备生物磁铁矿去除重金属Cr(VI)的方法。本发明利用异化铁还原细菌制备磁铁矿，既可以减少培养条件的变化对重金属去除效率的影响，也能够防止重金属对菌株本身毒害的发生，提高重金属Cr(VI)去除效率；酸性条件下去除重金属Cr(VI)时，能够有效提高重金属Cr(VI)的去除率，高达100％；生物磁铁矿克服了重金属对菌株细胞生长的毒害抑制，具有处理Cr(VI)浓度高的优点。

技术领域：

本发明属于环境微生物领域，具体涉及一种利用异化铁还原细菌制备生物磁铁矿去除重金属Cr(VI)的方法。

背景技术：

铬污染是仅次于铅污染的第二种重金属污染类型。重金属铬通常有两种价态Cr(VI)和Cr(III)，其中Cr(VI)易溶于水，氧化性强，其毒性是Cr(III)毒性的100倍(高小朋,张欠欠,许平,等.微生物还原Cr(VI)的研究进展[J].微生物学通报,2008,35(5):820-824.)。将Cr(VI)还原为Cr(III)，是解决重金属Cr(VI)污染的关键技术手段。

相对比化学法与物理法除铬，利用微生物直接或间接还原Cr(VI)，具有原位处理、成本低以及无二次污染等优点。

异化铁还原细菌是一种以Fe(III)为电子受体，并将Fe(III)还原成Fe(II)的微生物总称。微生物的异化还原Fe(III)过程能够影响一些重金属元素的价态形式，转化污染物，达到治理重金属污染的目的。生贺等利用异化铁还原细菌去除废水中Cr(VI)，其原理就是该菌的电子受体在异化铁还原过程中产生的Fe(II)将Cr(VI)还原为Cr(III)，同时Fe(II)被重新氧化成Fe(III)(生贺，于锦秋，刘登峰，等。乳化植物油强化地下水中Cr(VI)的生物地球化学还原研究[J].中国环境科学，2015，35(6)：1693-1699.)。但是微生物的培养条件比较严格，限制其在重金属去除领域的规模化应用进程。

因此，开发一种利用生物-非生物还原过程去除重金属Cr(VI)的方法，对于突破传统微生物的培养限制和物化法的高能消耗，提高重金属Cr(VI)去除效率，具有重要意义。

发明内容：

本发明的目的是提供一种利用异化铁还原细菌制备生物磁铁矿去除重金属Cr(VI)的方法，为治理重金属污染提供技术支持。

本发明的技术方案包括如下步骤：

(1)异化铁还原细菌的培养：将异化铁还原细菌按1-5％接种量接种于基础培养基中，在无氧条件下，25-35℃，100-150r/min培养2-5d；

基础培养基成分(g/L)：葡萄糖5-15，酵母提取物1-3，胰蛋白胨0.5-2，NaCl 20-40，K₂HPO₄ 1-2，NaHCO₃ 1-2，Fe(OH)₃ 300-500mg/L，其余为水，pH 7.0±0.2；

优选地，所述NaHCO₃先配置浓度为50g/L的溶液，采用过滤法除菌，按20-40mL/L添加至基础培养基；

优选地，所述异化铁还原细菌为Klebsiella sp.KB52；

优选地，培养时间为4-5d；

(2)生物磁铁矿的制备：培养2-5d后，将菌液在无菌条件下离心收集不溶物，将不溶物烘干得生物磁铁矿；

优选地，培养2-5d后，菌液转入无菌离心管进行固液分离，离心(9000r/min，1min)。菌体与培养液中不溶物聚集在离心管底部，呈粘稠状，转入培养皿，烘干(100℃，5h)，生物磁铁矿样品呈粉末状。