硫酸盐还原菌

可见，水体重金属污染已成为全球性的环境污染问题， 并且严重影响着儿童和成人的身体健康乃至生命，如 人体若摄取了过多的钼元素会导致痛风样综合症，关 节痛及畸形，肾脏受损，并有生长发育迟缓，动脉硬 化，结蒂组织变性等病症。当前，儿童铅中毒，重金 属致胎儿畸形，砷中毒等事件也屡有发生，使重金属 污染成为关系到人类健康和生命的重大环境问题。

生物处理方法根据其处理原理的不同可以分为 两类: ①吸附法:利用一些微生物对重金属离子 的特殊吸附能力去除废水中的重金属; ②沉淀 法:利用微生物的代谢活动将废水中的重金属 盐转化成不可溶的物质而从废水中去除。近年
来发展起来的硫酸盐还原法处理工艺即属于沉 淀法范畴。
硫酸盐还原菌介绍
硫酸盐还原菌SRB是Sulfate-Reducing Bacteria 的缩写。泛指一类在无氧或极少氧 情况下, 利用金属表面的有机物作为碳源,并利 用细菌生物膜内产生的氢,将硫酸盐还原成硫 化氢,从氧化还原反应中获得能量的细菌。
3. 氧化还原电位
不同微生物对环境中的氧化还原电位的要求差 异很大，过去认为SRB 为严格厌氧菌，O2会 抑制它的生长。任何SRB 不以O2作为电子受 体，环境氧化还原电位必须低于－100mv。 但是近有研究表明SRB 可以在分子氧存在的 情况下存活。
4 、温度
温度也是影响SRB 还原硫酸盐的主要因素， SRB 分为中温菌和嗜热菌两类， 目前所知的 SRB 菌属大多数为中温性的， 生长温度为 28～38℃，最适温度为30℃左右。其临界高 温值是45℃。
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重金属污染的危害
我国水体重金属污染问题十分突出，江河湖库底质的 污染率高达80.1%。2003年黄河，淮河，松花江，辽 河等十大流域的流域片重金属超标断面的污染程度均 为超Ⅴ类。2004年太湖底泥中总铜，总铅，总镉含量 均处于轻度污染水平。黄浦江干流表层沉积物中Cd超 背景值2倍，Pb超1倍，Hg含量明显增加；苏州河中 Pb全部超标，Cd为75%超标，Hg为62.5%超标。城 市河流有35.11%的河段出现总汞超过地表水Ⅲ类水体 标准，18.46%的河段面总镉超过Ⅲ类水体标准，25% 的河段有总铅的超标样本出现。葫芦岛市乌金塘水库 钼污染问题严重，钼浓度最高超标准值13.7倍。
SRB 处理重金属废水的条件及其影响因素
1、PH 值 溶液PH 值的变化会直接影响重金属离子在水 溶液中的溶解程度和微生物细胞壁功能基团的 解离程度，从而影响了微生物对金属离子的去 除作用。SRB 生长最适PH 值一般在中性范围 内，PH 值过高或过低都会影响到SRB 的活性， 当PH 值在6.48～7.43 之间时，对硫酸盐的还 原效果最好。
2。 碳源有机物
硫酸盐还原法处理废水时，需要供应外源有机物碳源 和电子供体以刺激SRB 生长，有机酸如乙酸（盐）、 乳酸（盐）、丙酸（盐）、和醇类是SRB 常用的碳源。 近年来，鱼饲料、纤维素、锯末也曾被列入研究对象 之中。随着对SRB 认识的不断深入，发现有机物废水、 生活垃圾、动物粪便、发酵产物等均可作为SRB 生长 的碳源和电子供体。李亚新等利用生活垃圾发酵产物 作为碳源， 在35℃条件下用SRB 处理AMD，研究表 明SO42-还原率达87％以上。
最有名的公害例子是发生在1953年，日本九洲水洖市 出现了一种怪病，有个小女孩无缘无故地四肢麻木、 神经功能减退、行为异常、步态不稳、听觉与视觉衰 退等，此后8年间，陆续出现百余件病例；后来才发 现是水洖市附近的一家工厂以有机汞为催化剂，排出 的工业废水污染了水洖河，也流入了Yatsushiro海湾 中，经由水中生物转化成剧毒的甲基汞，不仅破坏海 洋生态，造成鱼类、海藻与海鸟的灭绝，而位于食物 链最顶端的人类，也因而中毒，产生病变。
解决办法
现代社会每年都产生大量的含重金属废水并排放入环境。目 前大量排放的重金属废水主要来源于金属采矿业、冶炼业、化工 业及废弃矿山。在这些废水中含有大量的 As ,Cd ,Cr ,Cu ,Hg ,Mo ,Ni ,Pb ,Sb ,Se ,V ,Zn 等金属离子。据 报道,以上各种金属世界年排放量为113 万t 左右。由于各种重金 属离子不同于有机物,在环境中无法被生物分解,因而一旦进入环 境后就会在环境中不断地积累而难以去除,造成环境的长期污染。 因而寻找一种效率高费用低的处理这一类废水的方法是很有意义 的。目前对重金属废水的处理方法主要有沉淀法(形成氢氧化物、 碳酸盐、硫化物等) 、离子交换法、电渗析和反渗透等方法。一 般来说用这些方法处理成本都较高。为了降低处理成本,提高处 理效率,近年来人们对利用微生物处理重金属废水进行了大量的 研究工作,提出了一些具有应用前景的处理模式。
重金属的危害
由长江，珠江，黄河等河流携带入海的重金属 污染物总量约为3.4万t，对海洋水体的污染危 害巨大。全国近岸海域海水采样品中铅的超标 率达62.9%，最大值超一类海水标准49.0倍； 铜的超标率为25.9%，汞和镉的含量也有超标 现象。大连湾60%测站沉积物的镉含量超标， 锦州湾部分测站排污口邻近海域沉积物锌，镉， 铅的含量超过第三类海洋沉积物质量标准。国 外同样存在水体重金属污染问题，如波兰由采 矿和冶炼废物导致约50%的地表水达不到水质 三级标准。
硫酸盐还原菌代谢原理
消耗ATP
其代谢分为三个阶段：分解代谢、电子传递、氧化。
处理原理
利用SRB在厌氧条件下，通过称之为异化的硫酸盐还 原作用，将硫酸盐还原为H s，H2s与废水中的重金属 离子反应生成溶解度很低的金属硫化物沉淀而去除重 金属离子 ，主要通过以下三种方式改善废水质量：产 生的硫化氢与溶解的金属离子反应，生成不可溶的金 属硫化物从溶液中除去；硫酸盐还原一方面消耗水合 氢离子，使得溶液pH值升高，金属离子以氢氧化物形 式沉淀；另一方面，硫酸盐还原反应降低了溶液中硫 酸根浓度；硫酸盐还原反应以有机营养物氧化产生的 重碳酸盐形式造成碱性，使水质得到改善。