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由于铬及其化合物在工业领域的广泛使用,使其大量地以气体、液体和固体的形式进入环境中,产生了严重的生态环境和健康问题。在铬污染废水中,Cr(VI)的毒性最强,约为Cr(III)的100倍,且最难去除。因此,将可溶的Cr(VI)还原为毒性较低的Cr(III),是现阶段治理铬污染废水的有效方法之一。由于有些微生物具有吸附或还原Cr(VI)的能力,且在自然界中含量丰富易于分离培养,使它们在铬污染的治理中具有很大的潜力,越来越受到人们的广泛关注。其中,细菌除铬的研究主要集中在对Cr(VI)的还原方面,真菌主要是综合对Cr(VI)的吸附和还原两个方面来达到治理铬污染的目的,其研究没有细菌的深入。本课题从湖北大冶铁山矿等的污染土壤中筛选出30株Cr(VI)还原真菌和10株Cr(VI)还原细菌,并利用形态学及ITS (Internal Transcribed Spacers),18S rRNA,16S rRNA基因序列等方法,对它们进行初步分类鉴定。利用菌株在含Cr(Ⅵ)培养基中的生长,对菌株的Cr(VI)还原效果进行了测定。其中真菌菌株Trichophyton sp. LG12, Trichophyton sp. LG14, Trichoderma sp. LG15, Hypocrea sp. LG16, Trichoderma sp. LG17, Colletotrichum sp. LG21在含Cr(VI)初始浓度为0.8 mM的改良马丁培养基中生长3天时,对Cr(VI)的还原效率均可达到90%以上,细菌菌株Streptomyces sp. LG37在含Cr(VI)初始浓度为2 mM的TSBY培养基中生长28 h时对Cr(VI)的还原效率可达到100%,细菌Streptomyces scabiei sp. HS5在含Cr(VI)初始浓度为0.8 mM的TSBY培养基中生长24 h时对Cr(VI)的还原效率可达到100%。另一株真菌Rhizopus sp. LG04虽然对Cr(VI)的还原效率比上述菌株稍低(70.78%),但菌丝体和孢子发达。因此,将上述9菌株作为本课题固定化除铬研究的重点菌种资源,并对它们进行固定化除铬的固定化包埋试验。结果发现菌株Rhizopus sp. LG04孢子的包埋固定化小球在稳定性上为最好,其余菌株菌体均易从包埋固定化小球中泄漏。本研究重点对游离真菌LG04还原Cr(VI)和固定化LG04孢子小球连续还原Cr(VI)及其还原机制进行了研究。经过形态学及ITS和18S rRNA基因序列分析,该菌株被确定为根霉菌(Rhizopus),编号为Rhizopus sp. LG04。LG04菌株具有10mM的Cr(VI)抗性,在好养条件下生长并进行Cr(VI)的还原。游离的Rhizopus sp.LG04在改良马丁培养基中生长4.5天可将0.8 mM的Cr(VI)完全还原。通过扫描电镜、能谱扫描和透射电镜等方法对LG04还原Cr(VI)的机制进行的初步研究,发现菌株LG04对Cr(VI)的还原机制可能包括两部分：第一,LG04菌体可能分泌-种或几种还原性物质(可能包括酶类)到菌体细胞外,参与对Cr(VI)的还原；第二,菌体表面的官能团吸附并将Cr(VI)还原为Cr(III),然后将Cr(III)释放到水体环境中。其中第一个方面在Cr(VI)的去除中起主要作用。为了将Rhizopus sp. LG04的除铬能力应用于含铬污水的治理中,对菌体的包埋固定化材料及比例进行了多次试验,最终得到了利用3%聚乙烯醇(PVA, w/v)和3%海藻酸钠(SA, w/v)的包埋剂制备而成的LG04固定化小球在50%改良马丁培养基中连续还原Cr(VI)的体系。固定化的Rhizopus sp. LG04小球在不补充营养条件的50%改良马丁培养基中,可连续4次将0.8 mM的Cr(VI)持续还原,还原效率依次为100%,98.11%,85.68%和72.5%。在更换新鲜含0.8 mM Cr(VI)的50%改良马丁培养基条件下,固定化的Rhizopus sp. LG04小球可重复利用,进行高达30个循环以上的Cr(VI)还原,第一个循环在第5天时可将Cr(VI)彻底还原,随着循环次数的增加,Cr(VI)还原速率也逐渐增加,从第15个循环开始,每次还原添加的0.8 mMCr(VI)仅用2.5天。在第19、22、27、30次循环的开始和结束时测得溶液的pH值从6.5-6.7下降到了3.7-4.0。pH值的降低,可能是LG04对Cr(VI)的还原所致,而酸性环境进一步增强了菌体表面质子化的官能团捕获Cr(VI)阴离子的能力。通过扫描电镜和光学显微镜观察证实了LG04孢子可以在固定化小球中萌发生长,这也是固定化LG04小球能够持续还原Cr(VI)的基础。另外,本研究采用的3%PVA和3%SA的包埋剂组合,不仅固定化材料组成简单、廉价、无毒,固定化小球单位体积内包埋的生物量更大,固定化牢固,重复利用性好,而且固定化Rhizopus sp. LG04小球具有良好的机械强度和化学稳定性,这都为它的持续循环利用提供了有力的前提条件,预示了其在实际中巨大的应用潜力。