水體鉻污染的毒性與微生物修復(fù)作用研究.pdf

1、自然條件下，人類環(huán)境中的大氣、土壤和水體中存在微量的鉻化合物，水環(huán)境中主要以三價鉻(Cr3+)和六價鉻(Cr6+)存在。近年來，由于鉻化合物在不銹鋼加工、印染、電鍍、鞣革、化工等行業(yè)中的泛使用，使不同形態(tài)的鉻釋放到環(huán)境中，造成了人類生存環(huán)境中的鉻污染。三價鉻和六價鉻均具有一定的生物毒性，六價鉻因?qū)θ祟?、動物和植物的?qiáng)毒性而受到更多關(guān)注。鉻是目前人類環(huán)境中主要有毒重金屬污染物之一。
　　 我們以昆明種純系小白鼠和Wister大鼠為

2、材料，研究了飲水鉻離子(Cr6+)超標(biāo)對動物體內(nèi)鉻含量的影響，檢測了鉻攝入過量對小鼠生長發(fā)育、遺傳穩(wěn)定性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，通過消化道攝入過量六價鉻能影響小鼠正常的生長發(fā)育，使小鼠體重增幅降低，主要臟器的臟體比值發(fā)生改變，腎臟/體重比值明顯降低;飲用六價鉻超標(biāo)水30天后，實(shí)驗(yàn)動物心臟、脾臟、肺臟、腦組織、睪丸中的鉻含量不同程度增高，而腎臟和肝臟無明顯鉻蓄積;小鼠在飲用鉻超標(biāo)水后，骨髓嗜多染紅細(xì)胞微核率顯著升高，骨髓組織細(xì)胞內(nèi)活性氧水平升高

3、，表明鉻攝入過量引發(fā)了骨髓細(xì)胞的氧化脅迫，活性氧水平升高可能是引發(fā)骨髓細(xì)胞遺傳損傷的原因。
　　 為了利用生物技術(shù)去除環(huán)境中的鉻污染，我們構(gòu)建了轉(zhuǎn)大蒜金屬硫蛋白基因(MT)的工程酵母菌株，工程菌中MT的表達(dá)受銅離子或甲醇誘導(dǎo)型啟動子調(diào)控，可通過對啟動子的人工調(diào)控使工程菌高表達(dá)MT，從而建立工程菌表達(dá)MT的峰值條件，培養(yǎng)和收獲高表達(dá)MT的工程菌。本文研究了工程菌對重金屬離子的耐受性，發(fā)現(xiàn)過表達(dá)MT可增強(qiáng)菌體對多種有害重金屬離子的耐

4、受性，提高工程菌對環(huán)境有害重金屬的適應(yīng)性;用高表達(dá)MT的菌體處理重鉻酸鉀配制的模擬廢水，采用固定化菌體或裸菌處理，分析菌體質(zhì)量、吸附時間、pH值等對工程菌吸附六價鉻的影響，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)MT工程菌對鉻離子的去除效果明顯好于對照菌，菌體投加量和作用時間對鉻離子去除率具有明顯影響，菌體投加量增加能增強(qiáng)對溶液中鉻離子的去除效果，但單位質(zhì)量菌體去除鉻離子的效能降低;接觸1h之內(nèi)菌體對鉻離子的去除是一個快速過程，隨后去除率增幅減緩，3h后去除率增速緩慢。

5、采用菌體固定化顆?；蚵憔梢酝ㄟ^對鉻含量10mg/L以下液體的一次性處理或?qū)t20mg/L以上溶液的兩次或多次處理，使低濃度鉻溶液(濃度低于100mg/L)中的六價鉻含量顯著降低，達(dá)到國標(biāo)規(guī)定的污水排放標(biāo)準(zhǔn)。用過表達(dá)MT工程菌的固定化菌體或裸菌處理后，含鉻電鍍廢水中的六價鉻離子濃度達(dá)到國標(biāo)規(guī)定的限值以下，實(shí)現(xiàn)了對廢水的深度凈化。我們的研究表明，轉(zhuǎn)MT工程酵母菌對有害環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，能高效去除水體中的六價鉻離子，達(dá)到對污染水體的