异化铁还原细菌LQ25还原重金属Cr(Ⅵ)的特性研究

摘要

[背景]异化铁还原细菌能够在还原Fe(Ⅲ)的同时将毒性较大的Cr(Ⅵ)还原成毒性较小的Cr(Ⅲ),解决铬污染的问题.[目的]基于丁酸梭菌(Clostridium butyricum)LQ25异化铁还原过程制备生物磁铁矿,开展异化铁还原细菌还原Cr(Ⅵ)的特性研究.[方法]构建以氢氧化铁为电子受体和葡萄糖为电子供体的异化铁培养体系.菌株LQ25培养结束时制备生物磁铁矿.设置不同初始Cr(Ⅵ)浓度(5、10、15、25和30mg/L),分别测定菌株LQ25对Cr(Ⅵ)还原效率以及生物磁铁矿对Cr(Ⅵ)的还原效率.[结果]菌株LQ25在设置的Cr(Ⅵ)浓度范围内都能良好生长.当Cr(Ⅵ)浓度为15 mg/L时,在异化铁培养条件下,菌株LQ25对Cr(Ⅵ)的还原率为63.45％±5.13％,生物磁铁矿对Cr(Ⅵ)的还原率为87.73％±9.12％,相比菌株还原Cr(Ⅵ)的效率提高38％.pH变化能影响生物磁铁矿对Cr(Ⅵ)的还原率,当pH 2.0时,生物磁铁矿对Cr(Ⅵ)的还原率最高,几乎达到100％.电子显微镜观察发现生物磁铁矿表面有许多孔隙,X-射线衍射图谱显示生物磁铁矿中Fe(Ⅱ)的存在形式是Fe(OH)2.[结论]基于异化铁还原细菌制备生物磁铁矿可用于还原Cr(Ⅵ),这是一种有效去除Cr(Ⅵ)的途径.