[发明专利]克雷伯氏菌株Z3及其在还原六价铬离子中的应用

说明书

本发明涉及一个克雷伯氏菌株Z3，其分类为克雷伯氏菌属（Klebsiella sp.），该菌株在中国典型培养物保藏中心的保藏号为：CCTCC NO：M 2018231。本申请从长期堆放废矿渣的土壤中筛选到一株高效还原Cr(VI)的菌株，经形态观察、生理生化特性、16S rRNA核酸序列和系统发育分析，鉴定该菌株为克雷伯氏菌属（Klebsiellasp.），命名为Z3。Cr(VI)的还原特性结果表明：Z3是一株好氧菌，具有嗜碱耐盐的特性，其还原Cr(VI)的最适温度为36℃，最适pH为9.0。

技术领域

本发明属于生物制造技术领域，具体涉及一个克雷伯氏菌 Klebsiella 菌株Z3及其在还原六价铬离子中的应用。

背景技术

自1797年法国科学家沃克兰首次发现铬以来，工业上对铬及其化合物的需求量急速增加，使铬盐的生产迅速发展，随之铬矿的开采量也逐年增加。目前，全世界每年的铬产量约为750万吨。据统计，每生产1吨铬盐会排放3.5吨铬渣，每生产1吨金属铬会排放约10吨铬渣。我国作为发展中的大国，铬盐生产量及消费量均居世界第一。然而，由于铬盐生产工艺的落后，铬矿的利用率极低，导致在铬盐生产过程中产生大量的铬渣。铬渣中主要含有铬酸和铬酸钙，其中的六价铬是主要的有害物质，长期堆放经雨水淋洗冲刷后，会对土壤、地表水、地下水造成污染。据悉，我国现有铬盐生产企业25家，年生产能力32.9万吨(以重铬酸钠计)，每年排放铬渣约45万吨，历年累积600万吨。而经解毒处理或综合利用的铬渣不足17%，严重污染土壤约1250多万吨。

含铬废水对环境造成危害的原因，主要是由于水体中的六价铬具有较高的毒性和迁移性。因此，含铬废水的处理一般是将六价铬还原为三价铬，使其形成Cr(OH)₃沉淀。传统的铬治理方法主要分为两类，一类为化学法（如铁屑铁粉处理法，硫酸亚铁还原法，铁氧体法，铬酸钡沉淀法等），主要通过化学方法改变铬离子在废水中的形态从而去除铬离子；另一类为物理法，物理法主要分为离子交换法和吸附法。离子交换法是利用离子交换剂对物质的选择性交换能力来去除废水中的污染物的方法；吸附法是利用多孔吸附材料吸附处理废水中重金属的一种有效方法。

与传统物化法相比，微生物处理法具有治理成本低、对环境友好、操作简单等优点，在含铬废水治理方面具有广泛的应用前景。目前，利用微生物法治理含铬工业废水已成为国内外研究的热点，与传统的物化法相比，其优点主要体现在以下几个方面：（1）菌体易获得，对环境友好，不会造成二次污染；（2）成本低，治理效果好，沉淀产物可重复利用；（3）操作方便，工艺流程简单，易于推广。因此，利用微生物治理含铬工业废水具有广阔的应用前景，已成为现今的一大研究热点。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术缺陷，提供一种克雷伯氏菌 Klebsiella 菌株Z3及其在还原六价铬离子中的应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一株克雷伯氏菌 Klebsiella 菌株Z3，其分类为克雷伯氏菌属（Klebsiella sp.），该菌株在中国典型培养物保藏中心的保藏号为：CCTCC NO：M 2018231。保藏日期为2018年05月04日；保藏单位地址：中国武汉市武汉大学。菌株Z3是从堆放废矿渣的土壤中分离纯化得到的，能将Cr⁶⁺有效还原为Cr³⁺。

本发明提供了上述克雷伯氏菌 Klebsiella 菌株Z3在还原Cr⁶⁺中的应用。

进一步的，本发明还提供了上述克雷伯氏菌 Klebsiella 菌株Z3在将Cr⁶⁺还原为Cr³⁺中的应用，即将Cr(VI)还原为Cr(III)。具体的，可以是：