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Cr(Ⅵ)的微生物还原去除机理与应用研究进展 近年来,Cr(Ⅵ)被普遍认为是一种有害物质,在土壤、地下水和工业废水中被发现。Cr(Ⅵ)能导致人类和动物健康的多种问题,如癌症、生殖毒性、基因毒性、免疫问题等。因此,Cr(Ⅵ)的去除成为了一个重要的环保问题。传统的化学方法、物理方法和生物方法都能用于Cr(Ⅵ)的去除,但它们各有局限性。其中,生物方法具有成本低、运作简单的优势,特别是微生物还原去除机理具有越来越广泛的应用前景。 1.微生物还原Cr(Ⅵ)的机理 微生物还原Cr(Ⅵ)的过程包括两个阶段。第一个阶段涉及Cr(Ⅵ)的还原为Cr(Ⅲ)。最常见的还原机制是微生物在存在副产物(如AC)或临界氧化还原电位情况下利用其代谢酶来催化Cr(Ⅵ)的还原,生成对称的、不稳定的Cr(Ⅴ)代中间体。该中间体立即被还原为Cr(Ⅲ)和一个高价态的Cr(Ⅴ)离子。第二阶段是对Cr(Ⅲ)的解毒作用。在这个步骤中,微生物利用包括蛋白质、胞外多聚物和其他细胞分子组分的各种还原酶,降解Cr(Ⅲ)以减少毒性和增加稳定性,从而使其能被安全地储存或后续处理。 2.微生物还原Cr(Ⅵ)的应用研究进展 许多微生物菌株被发现可以在不同的生境中还原Cr(Ⅵ),包括细菌、真菌和古菌。这些菌株的应用研究产生了很多有益的结果,其中一些重要的成果如下: (1)柿子树叶芽细菌。 柿子树叶芽细菌是被广泛应用于去除Cr(Ⅵ)的一种微生物。近年来的研究表明,柿子树叶芽细菌可以在高氯离子浓度下仍然有效地将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),且在生境中存在多种抗性特性。 (2)铜绿假单胞菌。 铜绿假单胞菌在工业废水处理领域中被广泛应用。研究表明,该菌株可以利用一些较弱的有机酸和C2-C3化合物来提高Cr(Ⅵ)的还原效果。 (3)阴离子单链菌。 阴离子单链菌是一种有机质的腐败菌,有着很强的对Cr(VI)还原的能力。该菌株主要通过产酸作用来实现Cr(VI)还原,它所还原的产物主要是Cr(III)。同时,这种菌株对环境中的其他物质有一定的生物吸附作用,可以作为其他微生物的营养基础。 3.结论 微生物还原Cr(Ⅵ)的研究与应用已经吸引了越来越多的关注。虽然微生物去除技术在Cr(Ⅵ)的治理领域中具有广泛的潜力,但是它的应用还存在一些问题,如菌种的选择、生长条件的控制以及消耗的副产物等。因此,今后需要针对这些问题开展更深入的研究,以推进微生物还原Cr(Ⅵ)技术在工业和环境领域的广泛应用。