蠟樣芽孢桿菌CP-1對(duì)Cr(VI)還原效果研究

楊文玲, 劉麗, 鞏濤, 趙俊杰, 李冠杰, 杜志敏, 劉瑩瑩, 孫晨陽(yáng), 陳國(guó)參

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蠟樣芽孢桿菌CP-1對(duì)Cr(VI)還原效果研究

楊文玲, 劉麗, 鞏濤, 趙俊杰, 李冠杰, 杜志敏*, 劉瑩瑩, 孫晨陽(yáng), 陳國(guó)參

河南省科學(xué)院生物研究所有限責(zé)任公司, 鄭州 450008

為了提高蠟樣芽孢桿菌CP-1菌株對(duì)Cr(VI)的還原效果, 采用單因素和正交試驗(yàn), 通過(guò)搖瓶發(fā)酵培養(yǎng), 對(duì)影響蠟樣芽孢桿菌CP-1菌株還原Cr(VI)的發(fā)酵培養(yǎng)基成分和培養(yǎng)條件進(jìn)行了優(yōu)化, 并研究了最佳發(fā)酵條件下的蠟樣芽孢桿菌CP-1對(duì)Cr(VI)的還原效果。結(jié)果表明, 蠟樣芽孢桿菌CP-1菌株還原Cr(VI)的最佳培養(yǎng)基組成為: 1%甘露醇, 3%的大豆蛋白胨, 0.05% KCl, 0.1% CuSO4, 在此基礎(chǔ)上的最佳培養(yǎng)條件為: pH7.0、6%接種量、45℃培養(yǎng)3 d, 在此條件下, Cr(VI)初始濃度為100 mg·L-1時(shí), 對(duì)Cr(VI)的還原率達(dá)99.75%。在Cr(VI)污染的土壤中添加蠟樣芽孢桿菌CP-1 90 d后, 土壤中的Cr(VI)含量降低55.15%左右。

蠟樣芽孢桿菌; Cr(VI); 培養(yǎng)條件; 還原效果

鉻是毒性極強(qiáng)的重金屬之一, 被列為對(duì)人體危害最大的八種化學(xué)物質(zhì)之一, 是國(guó)際公認(rèn)的三種致癌金屬物之一, 嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境和人類健康。自然界中的鉻主要以三價(jià)或六價(jià)化合物的形式存在, 其中, Cr(VI)具有很高的毒性, 其化學(xué)活性大, 是造成土壤及其地下水污染的主要污染物, 而且其易進(jìn)入人體細(xì)胞, 對(duì)肝、腎等內(nèi)臟器官和DNA造成損傷[1-2]。目前, 常用的鉻污染處理方法多為物理化學(xué)方法, 這些方法都會(huì)不同程度地產(chǎn)生二次污染, 而且處理過(guò)程成本相對(duì)較高, 操作復(fù)雜[3]。微生物修復(fù)是一種低能耗、高效率和對(duì)環(huán)境友好的環(huán)境生物技術(shù), 目前也是Cr(VI)污染修復(fù)研究的熱點(diǎn)。微生物作用土壤中Cr(VI)有2種方法: 吸附法和還原法。目前已分離出多種對(duì)Cr(VI)有還原作用的菌種, 如[4-5]、[6]、[7]、[8]、[9]、[9]、Arthrobacter[10]、[11]、[12]等等, 多種對(duì)Cr(VI)有吸附作用的菌種, 如[13]、[14]、[15]等。大多數(shù)Cr(VI)污染修復(fù)的研究還是集中在挖掘把Cr(VI)還原為毒性小、移動(dòng)性弱的Cr(Ⅲ) 微生物上, 而微生物作用Cr(VI)的關(guān)鍵是從環(huán)境中篩選出高效的抗Cr(VI)的微生物資源。為了拓展重金屬鉻污染的治理技術(shù), 本實(shí)驗(yàn)室從被鉻污染的土壤中篩選出一株耐Cr(VI)濃度較高的細(xì)菌菌株CP-1, 經(jīng)鑒定為蠟樣芽孢桿菌(), 該菌為革蘭氏陽(yáng)性菌, 好氧, 菌落圓形, 表面濕潤(rùn)有光澤, 能產(chǎn)生過(guò)氧化氫酶, 能利用葡萄糖和麥芽糖發(fā)酵, 可水解明膠, 能利用檸檬酸鹽。本研究通過(guò)對(duì)蠟樣芽孢桿菌CP-1菌株還原Cr(VI)的發(fā)酵培養(yǎng)基成分和培養(yǎng)條件進(jìn)行優(yōu)化, 以期獲得該菌株還原Cr(VI)的最佳條件, 并對(duì)其還原Cr(VI)的效果進(jìn)行了研究, 以期為生物修復(fù)Cr(VI)污染土壤的實(shí)際應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試菌株與試劑

蠟樣芽孢桿菌CP-1菌株為本實(shí)驗(yàn)室篩選保藏菌株, 其余所有試劑購(gòu)自上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司。

1.2 培養(yǎng)基

LB液體培養(yǎng)基: 蛋白胨10 g·L-1, 酵母提取物5 g·L-1, 氯化鈉10 g·L-1, pH7.2—7.4。

基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基: 葡萄糖5 g·L-1, 蛋白胨5 g·L-1, MgSO4·7 H2O 0.5 g·L-1, pH7.0—7.5。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

(1) 種子培養(yǎng)將保存的蠟樣芽孢桿菌CP-1菌液接入裝有100 mL LB液體培養(yǎng)基的250 mL三角瓶中, 37℃, 160 r·min-1搖床震蕩過(guò)夜培養(yǎng), 備用。

(2) 單因素試驗(yàn)

碳源影響試驗(yàn): 分別以葡萄糖、蔗糖、乳糖、甘露醇、可溶性淀粉、麩皮、玉米粉代替基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基的葡萄糖作為碳源, 基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基中其他成分不變, 250 mL搖瓶, 裝液量100 mL, 加入10 g·L-1的Cr(VI)標(biāo)準(zhǔn)溶液使得Cr(VI)的終濃度為100 mg·L-1, 接種量4%(v:v), 37℃, 160 r·min-1搖床震蕩培養(yǎng)48 h, 檢測(cè)蠟樣芽孢桿菌CP-1菌株還原 Cr(VI)的效果。

氮源影響試驗(yàn): 分別以尿素、硫酸銨、蛋白胨、牛肉浸膏、大豆蛋白胨代替基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基的蛋白胨作為氮源, 基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基中其他成分不變, 250 mL搖瓶, 裝液量100 mL, 加入10 g·L-1的Cr(VI)標(biāo)準(zhǔn)溶液使得 Cr(VI)的終濃度為100 mg·L-1, 接種量4%(v:v), 37℃, 160 r·min-1搖床震蕩培養(yǎng)48 h,檢測(cè)蠟樣芽孢桿菌CP-1菌株還原 Cr(VI)的效果。

無(wú)機(jī)鹽影響試驗(yàn): 分別用FeSO4·5H2O、MnSO4·H2O、MgSO4·7H2O、CuSO4·5H2O、CaCl2·2H2O、KCl、NaCl等7種無(wú)機(jī)鹽代替基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基中的MgSO4·7H2O作為無(wú)機(jī)鹽, 基礎(chǔ)發(fā)酵培養(yǎng)基中其他成分不變, 250 mL搖瓶, 裝液量100 mL, 加入10 g·L-1的Cr(VI)標(biāo)準(zhǔn)溶液使得Cr(VI)的終濃度為100 mg·L-1, 接種量4%(v:v), 37℃, 160 r·min-1搖床震蕩培養(yǎng)48 h, 檢測(cè)蠟樣芽孢桿菌CP-1菌株還原 Cr(VI)的效果。

(3) 正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果, 將最佳碳源、氮源及無(wú)機(jī)鹽按不同濃度進(jìn)行正交試驗(yàn), 進(jìn)而研究碳源、氮源及無(wú)機(jī)鹽的濃度對(duì)蠟樣芽孢桿菌CP-1菌株還原Cr(VI)效果的影響。利用正交試驗(yàn)得到的最佳培養(yǎng)基, 研究不同pH、溫度、培養(yǎng)時(shí)間、接種量對(duì)蠟樣芽孢桿菌CP-1菌株還原Cr(VI)的效果的影響。

(4) 蠟樣芽孢桿菌CP-1對(duì)Cr(VI)還原效果研究

將培養(yǎng)的蠟樣芽孢桿菌CP-1種子液接于上述正交試驗(yàn)獲得的最佳培養(yǎng)基中, 在最佳條件下培養(yǎng)制成菌懸液(活菌數(shù)為107cfu·mL-1), 用滅過(guò)菌的草炭按m(草炭):v(菌懸液)=1 g:1 mL吸附, 自然風(fēng)干后備用。

試驗(yàn)所用草炭理化性質(zhì)為: pH5.02、有機(jī)質(zhì)含量44.0%、有機(jī)碳含量為25.5%, 全氮1.6 %、堿解氮1246.8 mg·kg-1、速效磷35.0 mg·kg-1、速效鉀112.4 mg·kg-1。使用前將其搗碎, 過(guò)10目篩。

采用盆栽試驗(yàn), 將重金屬溶液與過(guò)篩的風(fēng)干土混合, 制備成含一定濃度Cr(VI)(105.6 mg·kg-1)的污染土, Cr(VI)用K2Cr2O7配置, 充分混勻后, 分別加入1 g、2.5 g、5 g、7.5 g、10 g草炭吸附的蠟樣芽孢桿菌CP-1, 空白對(duì)照加入滅菌的草炭, 混勻后每盆澆100 mL水, 分別于處理后15 d、30 d、90 d取土樣, 測(cè)定土壤中的Cr(VI)含量, 考察蠟樣芽孢桿菌CP-1對(duì)Cr(VI)污染土壤的還原效果。

1.4 溶液中Cr(VI)的測(cè)定采用二苯碳酰二肼分光光度法[16], 土壤中Cr(VI)的分析方法參照《固體廢物鉻(VI)的測(cè)定二苯碳酰二肼分光光度法》(GB/T 15555.4—1995)。

2 結(jié)果與分析

2.1 (1)碳源篩選

分別選用7種不同的碳源, 由圖1可以看出, 當(dāng)以甘露醇作為唯一碳源時(shí), 48 h溶液中的Cr(VI)濃度最低, 此時(shí), CP-1菌株對(duì)Cr(VI) 的還原率達(dá)43.01%, 其次是乳糖, 蔗糖效果最差, 表明甘露醇是該菌株還原Cr(VI)的最佳碳源。

(2) 氮源篩選

分別選用5種不同的氮源, 由圖2可以看出, 以大豆蛋白胨、牛肉膏和尿素為氮源時(shí), 溶液中Cr(VI)濃度相差不大, 其中以大豆蛋白胨作為唯一氮源時(shí)溶液中Cr(VI)濃度最低, 為61.92 mg·L-1。

(3) 無(wú)機(jī)鹽篩選

分別選用7種不同的無(wú)機(jī)鹽, 由圖3可以看出, CuSO4作為唯一無(wú)機(jī)鹽時(shí)溶液中Cr(VI)濃度最低, 為42.74 mg·L-1, 其次是KCl, 其他幾種無(wú)機(jī)鹽對(duì)還原Cr(VI)的效果差別不大。

(4) 正交試驗(yàn)

經(jīng)過(guò)單因素影響試驗(yàn)條件優(yōu)化后, 為了綜合分析各因素對(duì)該菌株對(duì)Cr(VI)還原效果的影響, 從單因素試驗(yàn)結(jié)果中選出的最佳單因素條件, 進(jìn)行了培養(yǎng)基主要成分的濃度正交試驗(yàn)。由表1可知, 菌株還原 Cr(VI)效果的影響因素為B>D>C>A, 即氮源>無(wú)機(jī)鹽>碳源, 以氮源影響最為顯著, 最佳組合為A2B3C1D2, 即該菌株還原Cr(VI)的最佳培養(yǎng)基為: 1%甘露醇, 3%的大豆蛋白胨, 0.05% KCl, 0.1% CuSO4。

注: 不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)

Figure 1 Effect of different carbon sources on Cr(VI) reduction byCP-1 strain

注: 不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)

Figure 2 Effect of different nitrogen sources on Cr(VI) reduction byCP-1 strain

注: 不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)

Figure 3 Effect of different inorganic salts on Cr(VI) reduction byCP-1 strain

2.2 培養(yǎng)條件優(yōu)化

把上述正交試驗(yàn)結(jié)果得到的最佳培養(yǎng)基作為研究培養(yǎng)條件的基礎(chǔ)培養(yǎng)基, 在此基礎(chǔ)上研究不同培養(yǎng)條件對(duì)蠟樣芽孢桿菌CP-1還原Cr(VI)的影響。

(1) pH對(duì)蠟樣芽孢桿菌CP-1菌株還原Cr(VI)能力的影響

將含100 mg·L-1Cr(VI)溶液用1 mol·L-1鹽酸和5 mol·L-1氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH為5.0、6.0、7.0、8.0、9.0, 將CP-1種子液以4%的接種量分別接種于上述不同pH的最佳培養(yǎng)基中, 同時(shí)設(shè)不接菌的為空白對(duì)照組, 30℃, 160 r·min-1搖床培養(yǎng)2 d后, 取樣檢測(cè)其對(duì) Cr(VI)的還原效果。由圖4可以看出, 在較大的pH范圍內(nèi), 該菌株都能有效地還原Cr(VI), 在pH為7.0的時(shí)候, 還原率最高, 此時(shí)溶液中剩余Cr(VI)濃度為10.25 mg·L-1。說(shuō)明該菌株對(duì)pH的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)能力, 在pH值為7.0左右的環(huán)境下, 還原效果最好。

表1 培養(yǎng)基正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

注: 數(shù)據(jù)表示平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。同一列中字母不同表示有顯著性差異(P<0.05)

(2) 接種量對(duì)蠟樣芽孢桿菌CP-1菌株還原Cr(VI)能力的影響

在上述最佳pH下, 將CP-1菌株種子液分別以1%、2%、4%、6%的接種量接種于含100 mg·L-1Cr(VI)的最佳培養(yǎng)基中, 同時(shí)設(shè)不接菌的為空白對(duì)照組, 30℃, 160 r·min-1搖床培養(yǎng)2 d后, 取樣檢測(cè)其對(duì) Cr(VI)的還原效果。結(jié)果如圖5所示, 當(dāng)接種量在2%以上時(shí), 隨著接種量的增加, Cr(VI)的濃度不斷降低, 在6%的接種量條件下, 菌株的還原效果最好, 溶液中剩余Cr(VI)濃度為20.14 mg·L-1, 還原率達(dá)79.86%, 因此, 該菌株還原Cr(VI)的最佳接種量為6%。

注: 不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)

Figure 4 Effect of pH on the Cr(VI) reduction ability byCP-1 strain

(3) 溫度對(duì)蠟樣芽孢桿菌CP-1菌株還原Cr(VI)能力的影響

在上述最佳pH和接種量下, 將CP-1種子液接種于含100 mg·L-1Cr(VI)的最佳培養(yǎng)基中, 同時(shí)設(shè)不接菌的為空白對(duì)照組, 分別于25℃、30℃、35℃、40℃、45℃, 160 r·min-1搖床培養(yǎng)2 d后, 取樣檢測(cè)其對(duì) Cr(VI)的還原效果, 結(jié)果如圖6所示, 1 d后, 溶液中Cr(VI)分別減少到72.80、68.24、63.77, 37.83、32.64 mg·L-1, 說(shuō)明隨著溫度的增高, Cr(VI)的濃度不斷降低, 在45℃的時(shí)候, 還原效果最好, 還原率達(dá)到67.36%, 因此, 蠟樣芽孢桿菌還原Cr(VI)的最佳溫度是45℃。

(4) 培養(yǎng)時(shí)間對(duì)蠟樣芽孢桿菌CP-1菌株還原Cr(VI)能力的影響

在上述最佳pH、接種量和溫度條件下, 將CP-1種子液接種于含100 mg·L-1Cr(VI)的最佳培養(yǎng)基中, 同時(shí)設(shè)不接菌的為空白對(duì)照組, 160 r·min-1搖床分別培養(yǎng)1 d、2 d、3 d后, 取樣檢測(cè)其對(duì)Cr(VI)的還原效果, 結(jié)果如圖7所示, 可以看出, 隨著培養(yǎng)時(shí)間的增加, 菌株還原Cr(VI)的效果有顯著的提升, 在培養(yǎng)到第3 d的時(shí)候, 溶液中剩余的Cr(VI)的濃度僅有0.25 mg·L-1, 還原率達(dá)到99.75%。因此, 蠟樣芽孢桿菌還原Cr(VI)的最佳培養(yǎng)時(shí)間為3 d。

注: 不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)

Figure 5 Effect of inoculation amount on the Cr(VI) reduction ability byCP-1 strain

本試驗(yàn)結(jié)果顯示, 蠟樣芽孢桿菌除Cr(VI)的最佳條件為pH7.0、6%接種量、45℃培養(yǎng)3 d。在此條件下, 對(duì)Cr(VI)的還原率達(dá)99.75%。

2.3 蠟樣芽孢桿菌CP-1對(duì)Cr(VI)還原效果研究

添加CP-1 15 d后, 土壤中的Cr(VI)含量與不加CP-1的對(duì)照相比均有所降低(見(jiàn)圖8), 其中以7.5 g和10 g CP-1添加劑量組降低最為明顯, 較對(duì)照分別降低39.38%, 36.66%。

注: 不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)

Figure 6 Effect of culture temperature on the Cr(VI) reduction ability byCP-1 strain

注: 不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)

Figure 7 Effect of culture time on the Cr(VI) reduction ability byCP-1 strain

注: 不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)

Figure 8 Effect of different dosages ofCP-1 on Cr(VI) content in soil for 15 d

添加CP-1 30 d后, 各處理土壤中的Cr(VI)含量繼續(xù)減少, 仍然以7.5 g和10 g CP-1添加劑量組降低最為明顯, 與不加CP-1的對(duì)照相比差異達(dá)顯著水平, 二者之間Cr(VI)含量無(wú)顯著差異。

添加CP-1 90 d后, 各處理土壤中的Cr(VI)含量繼續(xù)減少, 7.5 g和10 g CP-1添加劑量組效果依然是最好的, 此時(shí), 土壤中的Cr(VI)含量較不加CP-1的對(duì)照分別降低55.15%, 38.22%, 7.5 g和10 g CP-1添加劑量組與對(duì)照和1 g CP-1添加劑量組的差異均達(dá)顯著水平, 二者之間Cr(VI)含量無(wú)顯著差異。

3 討論

本研究結(jié)果顯示, 該蠟樣芽孢桿菌CP-1還原 Cr(VI)的最佳培養(yǎng)基為: 1%甘露醇, 3%的大豆蛋白胨, 0.05% KCl, 0.1% CuSO4, 而黃世臣等[17]分離篩選的菌株在以可溶性淀粉為碳源、硫酸銨為氮源時(shí)去除Cr(VI)效果最好; 焦仕林等[5]獲得的高效還原Cr(VI)的蠟樣芽孢桿菌Cr4-1菌株和Zhou等[18]獲得的spS2菌株還原 Cr(VI)的較好碳源均是乳酸鈉?？梢?jiàn), 由于環(huán)境因素的差異, 篩選出的Cr(VI)抗性菌株的類別、作用Cr(VI)的機(jī)制、影響其作用Cr(VI)效果的因素也千差萬(wàn)別。

注: 不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)

Figure 9 Effect of different dosages ofCP-1 on Cr(VI) content in soil for 30 d

注: 不同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)

Figure 10 Effect of different dosages ofCP-1 on Cr(VI) content in soil for 90 d

溫度是微生物作用Cr(VI)的很重要的環(huán)境因素, 不同的微生物菌株作用Cr(VI)的最適溫度有所不同。本試驗(yàn)結(jié)果顯示, 隨著溫度的增高, Cr(VI)的濃度不斷降低, 在45℃的時(shí)候, 還原效果最好, 而He等[8]發(fā)現(xiàn)了1株屬的CSCr-3菌株還原Cr(VI)的最適溫度為35℃,strain CRB5菌株還原Cr(VI)的最適溫度為30℃[19]。黃世臣等[17]研究發(fā)現(xiàn)pH值和溫度是影響菌株去除鉻的主要因素, 當(dāng)pH值和溫度過(guò)高或過(guò)低時(shí), 菌體生長(zhǎng)代謝受到抑制, 生物降解能力下降從而導(dǎo)致對(duì)水環(huán)境中鉻離子的去除率明顯下降。本研究通過(guò)4因素3水平正交試驗(yàn)設(shè)計(jì), 探討蠟樣芽孢桿菌CP-1菌株還原Cr(VI)的影響因素, 結(jié)果顯示, 在較寬泛的pH范圍內(nèi)(5.0—8.0), 蠟樣芽孢桿菌CP-1菌株對(duì)Cr(VI)的還原效果都很好, 可見(jiàn), 該菌株對(duì)pH的變化有很強(qiáng)的適應(yīng)能力; Cr(VI)初始濃度為100 mg·L-1時(shí), 該菌株對(duì)Cr(VI)的還原率均在50%以上, 尤其是在pH為7.0的時(shí)候, 還原率最高, 達(dá)89.75%。楊文玲等[20]發(fā)現(xiàn)中性或偏堿的環(huán)境比較適合蠟樣芽孢桿菌Cr2菌株去除Cr(VI), Liu等[21]發(fā)現(xiàn)還原Cr(VI)的最適pH為7.0, 而Shakoori等[22]發(fā)現(xiàn)1株細(xì)菌在pH為9.0時(shí), 還原Cr(VI)的效果最好。表明不同的菌株在作用Cr(VI)的過(guò)程中對(duì)pH的適應(yīng)能力不同。

在長(zhǎng)期存在重金屬污染的土壤中, 某些微生物為了適應(yīng)這種生存環(huán)境而形成了一些特殊的屬性, 使其在那些被重金屬污染的土壤治理方面具有特殊的作用。蠟樣芽孢桿菌CP-1是從鉻污染土壤中分離篩選出來(lái)的對(duì)Cr(VI)具有還原作用的菌株, 它能將高毒性的Cr(VI)還原為低毒性的Cr(Ⅲ), 以降低鉻的毒性和生物有效性, 從而實(shí)現(xiàn)鉻污染土壤的修復(fù)。利用盆栽試驗(yàn)研究添加不同劑量的蠟樣芽孢桿菌CP-1菌株對(duì)Cr(VI)的還原效果, 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 隨著蠟樣芽孢桿菌CP-1添加量的增加, 土壤中的Cr(VI)含量逐漸降低; 當(dāng)蠟樣芽孢桿菌CP-1添加量增加到2.5 g以上, 90 d后, 土壤中的Cr(VI)含量較不加CP-1的對(duì)照明顯降低。說(shuō)明添加合適劑量的蠟樣芽孢桿菌CP-1有利于土壤中Cr(VI)的還原, 也說(shuō)明蠟樣芽孢桿菌CP-1是一種有效的抗重金屬鉻的微生物資源, 為進(jìn)一步利用該菌株修復(fù)鉻污染土壤的實(shí)際應(yīng)用以及為微生物-植物聯(lián)合修復(fù)重金屬鉻污染土壤的實(shí)際應(yīng)用提供了參考依據(jù)。

4 結(jié)論

蠟樣芽孢桿菌CP-1菌株對(duì)Cr(VI)有很好的還原效果, 其還原Cr(VI)的最佳培養(yǎng)基組成為: 1%甘露醇, 3%的大豆蛋白胨, 0.05% KCl, 0.1% CuSO4, 在此基礎(chǔ)上的最佳培養(yǎng)條件為: pH7.0、6%接種量、45℃培養(yǎng)3 d, 在此條件下, Cr(VI)初始濃度為100 mg·L-1時(shí), 對(duì)Cr(VI)的還原率達(dá)99.75%; 添加蠟樣芽孢桿菌CP-1 90 d后, 土壤中的Cr(VI)含量較不加CP-1的對(duì)照降低55.15%左右。作為一種有效的抗重金屬鉻的微生物資源, 蠟樣芽孢桿菌CP-1具有很好的應(yīng)用前景。

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Study on Cr(VI) reduction byCP-1

YANG Wenling, LIU Li, GONG Tao, ZHAO Junjie, LI Guanjie, DU Zhimin*, LIU Yingying, SUN Chenyang, CHEN Guocan

Institute of Biology Co., Ltd, Henan Academy of Sciences, Henan, Zhengzhou 450008, China

In order to improve the Cr(VI) reduction byCP-1, single-factor and orthogonal experiments were used to study the effects of fermentation and culture conditions on Cr(VI) reduction, and the reduction effects ofCP-1 on Cr(VI) were evaluated under the optimal fermentation conditions. The results showed that the optimal medium for the Cr(VI) reduction byCP-1 was 1% mannitol, 3% soy peptone, 0.05% KCl and 0.1% CuSO4. The reduction rate of Cr(VI) was 99.75% based on the best culture condition of pH7, 6% inoculation amount and 45℃ for 3 d when the initial concentration of Cr(VI) was 100 mg·L-1. Specially, the Cr(VI) content in Cr(VI)-contaminated soil was decreased 55.15% after addingCP-1 for 90 d.

B; Cr(VI); culture condition; reduction effect

10.14108/j.cnki.1008-8873.2019.01.016

X53

A

1008-8873(2019)01-123-07

2018-01-05;

2018-03-28

河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目(172102210326, 182102311013); 河南省基礎(chǔ)與前沿技術(shù)研究計(jì)劃項(xiàng)目(162300410174); 河南省科學(xué)院基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目(18JK16013,190605019)

楊文玲(1983—), 女, 河南鄭州人, 博士, 助理研究員, 主要從事土壤重金屬污染修復(fù)研究, E-mail: yangwenling2016@163.com

杜志敏(1985—), 女, 河南武陟人, 博士, 助理研究員, 主要從事土壤重金屬污染修復(fù)研究, E-mail: duzhimin324@163.com

楊文玲, 劉麗, 鞏濤, 等. 蠟樣芽孢桿菌CP-1對(duì)Cr(VI)還原效果研究[J]. 生態(tài)科學(xué), 2019, 38(1): 123-129.

YANG Wenling, LIU Li, GONG Tao, et al. Study on Cr(VI) reduction byCP-1[J]. Ecological Science, 2019, 38(1): 123-129.