[发明专利]一种利用电子载体快速去除六价铬污染物的方法

说明书

本发明公开了一种利用电子载体快速去除六价铬污染物的方法,属于环境技术领域。本发明从以Shewanella oneidensis MR‑1能够去除六价铬污染物的生理特性为基础，通过培养菌株至稳定生长期，收集菌体转移到反应器中重悬，分别测定电子载体核黄素和蒽醌‑2‑磺酸钠对六价铬污染物去除能力，发现核黄素在10‑50μM浓度下，其Cr⁶⁺去除速率提高到1.40‑2.26倍，其去除率从30.0％提高到42.0‑67.7％，核黄素在pH＝8条件下Cr⁶⁺去除速率更快；蒽醌‑2‑磺酸钠同样能够提高Cr⁶⁺去除速率和去除率，在100μM浓度下，最大去除率达到98.1％，接近100％。利用电子载体能够快速去除六价铬污染物，从而缓解目前六价铬污染物去除效率低下的问题，具有潜在环境修复和应用价值。

技术领域

本发明涉及一种利用电子载体快速去除六价铬污染物的方法，属于环境技术领域。

背景技术

元素铬在地壳中的储备量十分丰富，主要以多种氧化态形式存在，在自然界中元素铬主要以三价铬和六价铬形式存在。铬被广泛应用于一系列工业生产进程中，包括金属加工、电镀、制革等^[1]。六价铬是一种剧毒、致突变和致癌物质，由于六价铬具有较高溶解度和稳定性，加上工业生产中产生的铬渣废料和含铬废水未经处理或处理不当排入环境中，容易造成水污染、土壤污染，从而危及水生生物和农作物生长，进而通过食物链或饮用水源等途径进入人体，危害人类健康，它已成为造成环境污染最严重的无机污染物之一^[2]。目前，六价铬污染物的去除方法主要有离子交换、吸附和电渗析等，然而在这些方法处理后，铬仍然保高毒性的六价铬形式，环境污染问题突出，寻求快速有效转化高毒性六价铬为低毒性的三价铬成为新的研究和应用热点。

微生物是地球生态系统中最重要的分解者，是地球生态系统中重要组成部分，利用微生物去除环境污染物已经受到广泛关注。目前，利用微生物可以有效去除水体富营养化、降低水体氨氮氮浓度、降解多环芳烃等^[3]。希瓦氏菌(Shewanella onesidensis MR-1)作为一种模式异化金属还原菌，能够将多种有机物和金属氧化物作为末端电子受体，通过其独特的Mtr电子传递路径，进行异化厌氧呼吸，维持自身代谢生长^[4]。这些电子受体包括六价铬、钒、硝酸盐、三甲胺氧化物和二甲基亚砜等。希瓦氏菌能够代谢六价铬等环境污染物，具有潜在的环境修复能力。电子载体又称为电子穿梭体，是一类可以充当电子介体的氧化还原活性小分子^[5]，它可以促进微生物和金属氧化物之间的电子传递，从而加速微生物胞外电子转移过程，促进微生物去除环境污染物。

同非生物法相比，利用电子载体辅助希瓦氏菌去除六价铬污染物，具有如下优势：希瓦氏菌属于兼性厌氧菌，生长环境要求低，培养简单；电子载体工作浓度低，可多次发挥电子穿梭体作用，作用时间长久，能够明显提高还原速率；Cr⁶⁺还原过程中不需要外源添加辅助因子，还原物只有Cr³⁺，大大降低环境污染问题，具有潜在的环境修复和应用价值。

参考文献：

1.In situ treatment of soil and groundwater contaminated withchromium[microform][J].2000.

2.Xafenias N,Zhang Y,Banks C J.Enhanced performance of hexavalentchromium reducing cathodes in the presence of Shewanella oneidensis MR-1andlactate[J].Environmental Science Technology,2013,47(9):4512-20.

3.吴洁,俞剑莹,陈芳.微生物对环境污染物的降解作用[J].环境污染与防治,1999(s1):83-84.