铁还原菌 Enterobacter sp. B4的筛选鉴定及其对Cr（Ⅵ）还原机制

来源：环境科学杂志2025年第1期北京时间：

作者：刘玥,赵林婷,郝春博

单位：中国地质大学(北京)水资源与环境学院, 水资源与环境工程北京市重点实验室, 北京 100083,中国地质大学(北京)水资源与环境学院, 水资源与环境工程北京市重点实验室, 北京 100083,中国地质大学(北京)水资源与环境学院, 水资源与环境工程北京市重点实验室, 北京 100083

摘要：Cr（Ⅵ）是一种具有高毒性、强氧化性和致癌性的重金属污染物. 利用金属还原菌将Cr（Ⅵ）还原为毒性较低的Cr（Ⅲ）是修复铬污染的有效方法，但有关酸性条件下生物还原Cr（Ⅵ）的研究还相对较少. 此外，单纯的生物还原Cr（Ⅵ）效率较低，在体系中添加电子传递介质如Fe（Ⅲ）可提高电子向Cr（Ⅵ）的传递效率. 因此，从富含Fe（Ⅲ）的酸性矿山废水底泥中富集培养并分离纯化了1株耐酸铁还原菌，对比研究了该菌株在有无Fe（Ⅲ）的条件下对Cr（Ⅵ）的还原性能，明确了Fe（Ⅲ）协同还原Cr（Ⅵ）的行为特征及促进机制. 结果表明，该菌株属于肠杆菌属，兼性厌氧，将其命名为Enterobacter sp. B4. 在ρ[Cr（Ⅵ）]为10 mg·L-1的厌氧培养体系中，该菌株可在pH 3.0~9.0的范围内生长并还原Cr（Ⅵ）. 向体系中添加Fe（Ⅲ）（1.5~4.5 g·L-1）可明显促进Cr（Ⅵ）的还原效率. 在pH 5.0，初始ρ[Cr（Ⅵ）]为20 mg·L-1时，Cr（Ⅵ）还原率提高了30.9%，达68.2%；在pH 7.0，初始ρ[Cr（Ⅵ）]为40 mg·L-1时，还原率提高了17.64%，达61.9%. 添加Fe（Ⅲ）后，该菌株的电子传递系统活性在pH 5.0及pH 7.0条件下分别提升了2.27倍和2.11倍，证明它主要通过电子传递链还原高价金属，而Fe（Ⅲ）充当了细菌与Cr（Ⅵ）之间的电子穿梭体. 还原型辅酶Ⅰ及细胞色素c作为电子传递链的重要组成部分，在pH 5.0的条件下，添加Fe（Ⅲ）后二者含量（以protein计）分别增加了4.62 μmol·mg-1和0.124 μg·mg-1，pH 7.0时分别增加了7.52 μmol·mg-1和0.58 μg·mg-1. 同时，可作为电子传递介质的胞外聚合物也增加了2~3倍. 强化的电子传递不但直接提高了Cr（Ⅵ）的还原效率，还显著提高了ATP的产量，增强了细胞的代谢活性和对Cr（Ⅵ）的抗性.

关键词：铬（Cr）,肠杆菌,酸性条件,三价铁,还原机制,