铬污染的微生物吸附技术研究进展

广东化工2021年第7期ꞏ140ꞏ第48卷总第441期微生物治理铬污染的研究进展莫槟华1，黄慧敏1，刘素婷2，王磊1*(1．华南农业大学材料与能源学院制药工程系，广东广州510642；2．深圳唯新生物科技有限公司，广东深圳518116)[摘要]随着工业的发展，铬污染问题日益突出，铬会影响动植物生长发育，并且会通过食物链积累，最终危害人体健康。

目前铬污染的治理主要有物理法、化学法和生物法，其中生物法(微生物)治理铬污染成本低，高效安全，无二次污染，属于环境友好型技术。

本文从铬的性质及污染现状、主要治理手段及微生物治理的主要机制和研究现状进行综述。

[关键词]铬污染；生物防控；微生物吸附；微生物还原[中图分类号]X5[文献标识码]A[文章编号]1007-1865(2021)07-0140-02Research Progress on the Bio-control of Chromium Pollution by MicroorganismsMo Binhua1,Huang Huimin1,Liu Suting2,Wang Lei1*(1.College of Materials and Energy,South China Agricultural University,Guangzhou510642；2.Guangdong Weixin Biotechnology CompanyLimited,Huizhou516057；3.Shenzhen Weixin Biotechnology Company Limited,Shenzhen518116,China) Abstract:With the development of industry,the pollution of chromium has become increased.The pollution of chromium can affect the growth and development of animals and plants,finally does harm to human health by accumulating through the food chain.At present,the control of chromium pollution mainly includes physical,chemical and biological methods.The biological control method owns the advantages of low-cost,efficient,safe and without secondary pollution. In this paper,the pollution of chromium and the main control methods,especially the microbial control method were reviewedKeywords:Chromium pollution；Biocontrol；Microbial adsorption；Microbial reduction1铬的性质铬是一种过渡金属元素，可形成二价铬到六价铬之间的多种价态，最常见的是三价和六价铬，六价铬的毒性比三价态的毒性强100倍左右，具有强氧化性，在水溶解度极高[1]。

含铬废水处理的研究进展Cr（Ⅵ）是一种毒性很强的重金属，是美国EPA公认的129重点污染物之一，同样也是我国重点整治的污染物。

本文简要介绍了含铬废水处理的研究进展，特别强调了活性污泥系统生物除铬的前景。

传统的含铬废水处理方法主要有以下几类：化学处理法、物理处理法、电化学法等。

然而传统方法在不同程度上存在着各种缺点，例如：基础投资大、运行费用高、操作费用和原材料成本相对过高，同时容易受到碱土金属影响，选择性差，经化学法处理后的上清液容易出现Cr（Ⅵ）浓度的超标反弹，而且化学沉淀产生的大量污泥可能会造成二次污染。

因此，现在越来越多的学者、研究人员已将注意力从传统方法上转移到新型方法——生物法上。

生物法以其投资小、运行费用低、无二次污染等优点，很快得到了长足的发展。

目前生物法主要是分为失活微生物吸附法和活体微生物法。

用失活微生物吸附去除铬不但充分利用了廉价原料，而且具有较好的除铬效果。

但是，此方法需要对失活微生物进行预处理，才能达到较好的处理效果，这使得生物吸附剂难以按照人们的需求形成系列产品。

同时，吸附了铬的生物体如何处理等问题，都限制了该方法的使用。

活体微生物法是使用处于生长状态的微生物处理含Cr（Ⅵ）废水的方法。

与失活微生物除Cr（Ⅵ）相比，活体微生物不仅对Cr（Ⅵ）有吸附作用而且还有着酶的催化转化作用、以及代谢产物的还原作用、絮凝作用和沉淀作用等更多的除铬途径。

目前这方面的研究主要集中在分离和寻找高效的菌种上。

已见报道的具有除Cr（Ⅵ）能力的菌株非常广泛，分别来自于无色杆菌、土壤细菌、芽孢杆菌、脱硫弧菌、肠杆菌、微球菌、硫杆菌以及假单胞菌等多个不同种属，其中除了大肠杆菌、芽孢杆菌、硫杆菌及假单胞菌等种属的菌株能在好氧的条件下将Cr（Ⅵ）还原外，绝大多数菌株都只能在厌氧的条件下还原Cr（Ⅵ）。

此外以酵母菌、霉菌等真菌处理含Cr（Ⅵ）废水的研究也有报道]。

用纯种微生物去除铬虽然具有处理效率高的优点，但是，纯种微生物培养通常要求较为苛刻的操作条件(例如，温度、溶解氧的控制及防止杂菌污染等)，因此纯种微生物法在工艺推广上存在局限性。

酵母菌去除印染污水铬离子的研究摘要采用酵母菌为吸附材料，对印染污水中六价铬离子的吸附作用进行了详细的探讨。

从自然界中的污水中筛选出酵母菌，按照培养该菌种的最佳条件对其进行培养，以获得活性强、高密度的酵母菌对水中六价铬离子进行吸附研究。

关键词酵母菌六价铬离子生物吸附铬是广泛存在于环境中的元素，印染企业将含铬的印染污水排入水中，会使水体受到污染，严重危害生态系统。

天然水中铬的含量在1—40€%eg/L之间，主要以Cr3+、CrO2-、CrO42-、Cr2O72-四种离子形态存在。

因此水体中铬主要以三价和六价铬的化合物为主。

铬存在形态决定着其在水体的迁移能力，三价铬大多数被底泥吸附转入固相，少量溶于水，迁移能力弱。

六价铬在碱性水体中较为稳定并以溶解状态存在，迁移能力较弱。

传统的含铬废水的处理方法主要有化学沉淀法、电解法、离子交换法、膜分离法、活性炭吸附法、电沉积法、反渗透法等物理化学方法。

当水中铬浓度较低时这些处理方法去除效果不好，而且在经济上也不合算。

酵母菌可以通过表面络合、离子交换、氧化还原等作用吸附废水中重金属离子，净化废水并可以回收某些贵重金属。

该法较之传统处理方法具有材料来源广、费用低，可以有选择性的去除低浓度重金属离子废水，对钙镁离子的吸附量小，pH值和温度条件范围宽，不产生二次污染，可回收一些贵重金属等优点，应用比较广泛。

一、实验材料及方法1．实验材料本实验研究所用的菌种由天然河水中利用马丁培养基分离而来，然后用马铃薯培养基做扩大培养，制得一定量的酵母菌菌液，放入冰箱中保存，用前转接、活化培养。

2.实验方法（1）铬标准曲线的测定废水中铬的测定采用二苯碳酰二肼分光光度法，取9支50ml比色管，依次加入0、0.20、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00和10.00ml铬标准使用液，用水稀释至标线，加入1+1硫酸0.5ml和1+1磷酸0.5ml，摇匀。

加入2ml显色剂溶液，摇匀。

微生物吸附铬离子的研究陈晓毅;吴陆彬;陈虹【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2014(000)014【摘要】对来源于含铬废水的一株霉菌吸附水中Cr 6＋的条件进行了研究。

首先对菌丝体吸附铬离子的时间、浓度、温度和pH做了单因素试验，并通过正交试验，确定了最佳的吸附条件，表明吸附时间为2 h，溶液中初始离子浓度为60 mg/L，pH为5，吸附温度为32℃时，吸附效果最好。

%The conditions of chromium ions adsorption in solution by mould were researched.The chromium adsorption of mycelium about time , ion concentration , temperature and pH were tested with single factor.Through orthogonal test, the optimum adsorption conditions were concluded that adsorption time was 2 h, the initial solution ion concentration was 60 mg/L, pH was 5 and the adsorption temperature was 32 ℃, and the adsorption effect was the best.【总页数】3页(P122-124)【作者】陈晓毅;吴陆彬;陈虹【作者单位】浙江树人大学生物与环境工程学院，浙江杭州 310015;浙江树人大学生物与环境工程学院，浙江杭州 310015;浙江树人大学生物与环境工程学院，浙江杭州 310015【正文语种】中文【中图分类】X172【相关文献】1.纤维基吸附材料（羊毛）对三价铬离子的吸附性能研究 [J], 晋平平;伍展辉;贺江平2.魔芋葡甘聚糖/纳米四氧化三铁静电纺丝膜对六价铬离子吸附研究 [J], 谢建华;谢丙清;郑璐嘉;张桂云;林常青;庞杰3.硝酸铁改性活性炭对六价铬离子吸附性能研究 [J], 郭璇;赵昊星4.改性花生壳对重金属废水中铬离子的吸附研究 [J], 孙璐;张新宇5.铬离子在钻井液中粘土上吸附规律研究 [J], 吕诗怡;王鹏;张洁;陈刚因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

铬在土壤中的吸附解吸研究进展收稿日期：２００６－０７－０６；收稿日期：２００６－０８－２０基金项目：江苏省交通厅重点资助项目（０２Ｙ０３１）作者简介：桂新安（１９８２－），男，江西进贤人，硕士研究生，主要从事环境化学、污染土壤修复等方面研究。

铬是动物和人体必须的微量元素之一。

但大量的铬进入环境对人体，植物和动物都会产生很大的危害。

随着现代工业的飞速发展，产生铬污染的主要生产和工艺已经涉及冶金，化工，农业，医学等多个领域，上述工业生产中，均可产生含铬“三废”。

在美国，Ｃｒ被认为是与Ｈｇ、Ｃｄ、Ｐｂ并列的四种主要污染物质之一。

这些污染物的排放已经造成土壤的严重污染。

在土壤环境中，铬主要以Ｃｒ（Ⅲ）和Ｃｒ（Ⅵ）［１，２］两种形态存在，但是Ｃｒ（Ⅲ）相比Ｃｒ（Ⅵ）相对稳定［３］，毒性也相对较小，它们在土壤中处于吸附和解吸的动态平衡中，土壤性质对铬的吸附解吸动态影响很大，直接影响到土壤中铬的迁移转化和固定特性。

因此研究土壤对铬的吸附和解吸特性，对土壤中重金属污染的防治与修复具有重要意义。

文章主要对铬在土壤中吸附解吸机理、影响因素以及动力学模型的研究进展进行了综述。

１铬在土壤中的吸附解吸机理铬在土壤中的吸附主要以离子交换吸附（非专性吸附）、专性吸附或物理表面沉淀吸附为主。

土壤环境中的粘土矿物胶体常带有净电荷［４］，对金属离子会产生静电引力，这种吸附通常是在很短的时间内发生。

易秀等［５］研究发现土壤中的许多活性组分对水相铬（Ⅲ）离子产生阳离子交换作用，其吸附是以阳离子交换吸附为主。

刘云惠等［６］研究表明土壤对Ｃｒ（Ⅲ）的吸附主要发生在ｐＨ２～６范围内，是带负电荷的土壤无机胶体和有机胶体对阳离子的吸附。

这种吸附是由静电引力产生的非专性吸附。

带正电荷的土壤胶体可交换吸附以ＣｒＯ４２－、ＨＣｒＯ４－、Ｃｒ２Ｏ７２－形式存在的铬阴离子，如土壤中带正电荷的氯化铁或水合氧化铁胶体对Ｃｒ（Ⅵ）的吸附能力很大。

土壤有机质的主体腐殖质其上有许多功能团－ＣＯＯＨ、－ＮＨ２、苯酚官能团［７］等，因此Ｃｒ（Ⅲ）与有机质容易产生络合－螯合反应，形成化学黏合剂，使Ｃｒ（Ⅲ）被牢固的吸附住，可以增加了土壤中铬（ＩＩＩ）的吸附量［８］，这种吸附就是Ｃｒ的专性吸附。

铬污染的微生物吸附技术研究进展摘要：近年来,铬在工业生产中得到了广泛的应用,随之而来的含铬污染物对周围环境造成严重的污染和破坏,铬污染的修复已成为亟待解决的环境问题。

微生物在铬污染的生物修复中发挥着重要的作用。

它因铬污染修复过程中环保有效,安全可靠且无二次污染等优点,引起了相关学者们的广泛关注。

本文首先简述了铬污染危害及传统处理技术,重点综述了微生物作为生物吸附剂的吸附机理及影响因素,并分别详述了典型细菌,真菌,酵母和藻类吸附Cr(VI)污染物的机理机制及相关研究进展,然后总结了微生物吸附Cr(VI)过程中铬浓度,赋存状态,微生物营养类型,培养条件及代谢产物等的主要影响因素,最后,分析了以微生物作为生物吸附剂所存在的问题并展望了未来的研究方向,结合基因工程和酶工程选育高效工程菌、开展多种技术联合应用等方法提高微生物对铬污染的去除能力。

关键词：铬污染；微生物吸附技术；研究进展引言土壤铬污染对人类健康有严重危害，对此，本文阐述铬在土壤中的形态及土壤中铬的标准值，介绍固化/稳定化法、电动修复法、化学淋洗法、生物修复法等多种铬污染土壤的修复方法，并展望当前土壤铬污染治理的发展趋势，为科学合理地处理铬污染土壤修复提供方向。

1铬的简介在大气、水体和土壤中均含有微量的铬。

铬的价态很多，其中仅有三价铬与六价铬具有生物意义。

铬是人体内必须的微量元素，它与脂类新陈代代谢有密切联系，可以增加人体内胆固醇的分解和排泄，是机体内葡萄糖能量因子中的一个有效成分。

如果食物不能够提供足够的铬，人体将会出现铬缺乏症，影响脂类和糖类代谢。

但若铬过量，则危害人体健康状态。

铬价态不同，铬的吸收效率也不同，三价铬的胃肠道吸收比六价铬低，酸性条件下六价铬能恢复三价铬的胃肠道，铬的摄入会引起体内明显的积累。

铬中毒主要是指六价铬。

由于不同的侵入途径，临床表现不同。

饮用含铬工业废水的饮用水会引起腹部不适、腹泻等中毒症状。

铬是皮肤异常反应的过敏原，引起过敏性皮炎或湿疹。

环保与节能30 |  2019年3月价资格条件设置上，最大程度避免选用有“劣迹”供应商。

1.6 自我加压主动对标油田炼化企业，精细物资储备管理。

一是借助专业力量，精简备品备件等物资配置标准，使库存方式由传统的以抢维修中心和各管理处为单位的多头储备方式优化为公司级库存储备，据不完全统计，在保证使用前提下，每年可节约采购资金逾120万元;二是积极开展与茂名石化、北海炼化等站库互为依托单位的沟通对接，逐步探索在垫片、工器具、防汛物资和抢险工具等通用物资上互通有无、相互调拨的可行性，最大限度减少因重复储备而造成的库存积压;三是对无使用方向、且无使用价值的废旧钢管，通过分析市场走势，加强与上海宝钢、沙市钢管厂等多家单位对接合作，适时掌握钢铁行情走势，在废旧钢管处置工作中主动延后，全部废旧钢管较前期处置总价高出95万元，实现了公司利益最大化;四是全面梳理公司剩余物资台账，对工程物资累计实施改代利旧使用35个批次，对备品备件实施跨区调拨利库15个批次，在保证安全生产基础上，通过调拨利旧使用，累计为公司节约费用逾350万元。

1.7 加强队伍建设，全面提高从业人员综合素质一是通过“请进来，走出去”的方式，加强交流学习。

2017年至今，多次邀请总部物装部、工程部领导、广州石化及茂名石化的采购专家来公司进行专业知识授课，并积极利用总部组织的专题培训和经验交流会，统筹安排业务骨干人员参加，提高业务人员的采购管理和操作水平。

截止目前，累计开展在岗人员培训逾200人次，累计送外培训逾120人次;二是充分认识物资供应管理岗位人员流动性大等客观问题，针对新到岗人员签订“师带徒协议”，制订培训计划和阶段目标，发挥好“传帮带”作用，为物资管理岗位人员的成长成才创造条件。

2 管理效果通过精细物资供应全过程管理，在降本节费方面，为企业经营发展创造了较好效益。

一是通过公开招标和框架采购等公开透明操作，整体节资率7%，节约采购资金逾2000万元;二是通过废旧物资处理增值、降低库存物资储备配置标准、改代利旧使用、优化物料方式等，节费逾1040万元。