利用从制革厂废水中分离出的Bacillus cereus F4810/72菌株，通过生物吸附法去除六价铬

《Biodegradation》：Biosorption-based elimination of hexavalent chromium using Bacillus cereus F4810/72 isolated from tannery effluents

该研究系统评估了西孟加拉皮革废水分离得到的枯草芽孢杆菌F4810/72对六价铬的生物吸附能力，通过批实验证了初始浓度（250 μg/mL）、生物量（4 g/L）、pH（3）、温度（50°C）、接触时间（70 min）和搅拌速度（80 rpm）的优化条件，最高去除率达79-80%。Langmuir模型显示单层吸附（Qmax=28.57 mg/g），Freundlich模型（R2=0.98）表明异质性表面吸附，2 M HCl和硝酸-抗坏血酸联合洗脱法效果显著，再生后性能稳定，证实该菌体为低成本、环保的生物吸附剂。

　　

摘要

西孟加拉邦的皮革工业持续排放含有铬的废水，其中六价铬（Cr(VI）具有特别强的持久性和毒性。来自制革厂废水的六价铬因其高迁移性、溶解性和致癌性而对环境和公共健康构成严重威胁。生物吸附为传统的物理化学修复方法提供了一种可持续且经济有效的替代方案。在本研究中，系统评估了先前从制革厂废水中分离出的Bacillus cereus F4810/72菌株在不同物理化学条件下的六价铬（Cr(VI)吸附潜力。通过批量实验研究了初始金属浓度（10–1000 μg/mL）、接触时间（10–100 min）、pH值（1–9）、生物量浓度（1–4 g/L）、温度（10–60 °C）和搅拌速度（10–120 rpm）对吸附效率的影响。在优化条件下（初始Cr(VI)浓度为250 μg/mL、生物量浓度为4 g/L、pH值为3、温度为50 °C、接触时间为70 min以及搅拌速度为80 rpm），六价铬的去除率达到了最高水平（约79–80%）。应用Langmuir和Freundlich等温模型来解释吸附行为。非线性Langmuir模型表明吸附为单层吸附，最大吸附容量（Q_max）为28.57 mg/g；而Freundlich模型（R² = 0.98）则表明吸附发生在非均匀表面上。再生研究表明，2 M HCl以及HNO?–抗坏血酸混合洗脱剂具有优异的解吸效果，并且在三个循环中均保持了较高的吸附-释放性能。总体而言，B. cereus F4810/72菌株表现出较强的六价铬吸附和再生潜力，凸显了其作为低成本、环保型生物吸附剂的潜力，适用于处理受铬污染的工业废水系统。

图形摘要

西孟加拉邦的皮革工业持续排放含有铬的废水，其中六价铬（Cr(VI）具有特别强的持久性和毒性。来自制革厂废水的六价铬因其高迁移性、溶解性和致癌性而对环境和公共健康构成严重威胁。生物吸附为传统的物理化学修复方法提供了一种可持续且经济有效的替代方案。在本研究中，系统评估了先前从制革厂废水中分离出的Bacillus cereus F4810/72菌株在不同物理化学条件下的六价铬（Cr(VI)吸附潜力。通过批量实验研究了初始金属浓度（10–1000 μg/mL）、接触时间（10–100 min）、pH值（1–9）、生物量浓度（1–4 g/L）、温度（10–60 °C）和搅拌速度（10–120 rpm）对吸附效率的影响。在优化条件下（初始Cr(VI)浓度为250 μg/mL、生物量浓度为4 g/L、pH值为3、温度为50 °C、接触时间为70 min以及搅拌速度为80 rpm），六价铬的去除率达到了最高水平（约79–80%）。应用Langmuir和Freundlich等温模型来解释吸附行为。非线性Langmuir模型表明吸附为单层吸附，最大吸附容量（Q_max）为28.57 mg/g；而Freundlich模型（R² = 0.98）则表明吸附发生在非均匀表面上。再生研究表明，2 M HCl以及HNO?–抗坏血酸混合洗脱剂具有优异的解吸效果，并且在三个循环中均保持了较高的吸附-释放性能。总体而言，B. cereus F4810/72菌株表现出较强的六价铬吸附和再生潜力，凸显了其作为低成本、环保型生物吸附剂的潜力，适用于处理受铬污染的工业废水系统。

图形摘要