Ученые Пермского политехнического университета выделили и вырастили собственную культуру микроорганизмов. ПНИПУ
Пермь, 19 июл - ИА Neftegaz.RU. Ученые Пермского Политехнического университета (
ПНИПУ) выделили культуру бактерий, которая способна снизить негативное воздействие шестивалентного хрома на окружающую среду.
Об этом сообщила пресс-служба вуза.
Хром широко используется в промышленности: в металлургии он ценится за высокую коррозионную стойкость и твердость, а также применяется в кожевенном производстве, для создания защитных покрытий, пигментов и многих других процессах.
Хром может находиться в различных степенях окисления от II до VI, причем высшая степень (VI) является очень токсичной.
В России ежегодно образуется более 4 т выбросов, содержащих шестивалентный хром, что нарушает биохимические процессы в окружающей среде и представляет опасность для живых организмов.
Для снижения негативного воздействия хрома VI чаще всего проводят процесс его восстановления до третьей степени окисления.
Для этого используют не только химические соединения, но и культуры микроорганизмов, способные уменьшить токсичность путем биохимических превращений.
Источник фото: ПНИПУ Ученые Пермского Политеха выделили культуру бактерий, которая по сравнению с конкурентами выдерживает более высокие концентрации хрома VI и быстрее восстанавливает его до хрома III.
Результаты исследования опубликованы в сборнике Химия. Экология. Урбанистика за 2024 г.
Работа выполнена в рамках программы стратегического академического лидерства Приоритет 2030.
Гальванические цеха машиностроительного производства, кожевенная промышленность, изготовление антикоррозийных сплавов и хромсодержащих пигментов приводят к большим выбросам, содержащим шестивалентный хром - наиболее опасный экотоксикант.
Ионы хрома VI способны накапливаться в живых организмах, вызывать аллергические реакции и оказывать канцерогенное действие.
Снижение степени окисления хрома до третьей значительно уменьшает его токсичное воздействие на окружающую среду.
Химические реагенты, обычно используемые для такого восстановления, отличаются неэкологичностью, агрессивностью и высокой стоимостью.
Решить эту проблему можно биохимическим методом с помощью культуры бактерий, способной снизить степень окисления хрома VI в растворах.
Ученые Пермского политехнического университета выделили и вырастили собственную культуру микроорганизмов под названием Red. Cr.
Эта культура способна на 96% восстанавливать (то есть подвергать обратному процессу окисления) ионы шестивалентного хрома.
По сравнению с аналогами, полученная культура выдерживает более высокие концентрации шестивалентного хрома (до 500 мг/дм3) и быстрее восстанавливает его до трехвалентного хрома.
Из природного источника (почвы, отобранной рядом с гальваническим предприятием) политехники получили культуры бактерий, способные расти при наличии в питательной среде ионов шестивалентного хрома.
Из нескольких выделенных культур они выбрали одну, которая показала наибольшую устойчивость к токсичному действию этого вещества.
Как рассказала студентка кафедры Химия и биотехнология ПНИПУ Д. Завьялова, ученые проверили культуру на возможность роста при высоких концентрациях ионов шестивалентного хрома и обнаружили, что она способна выдерживать до 500 мг/дм3.
Далее они проверили эффективность снижения степени окисления в растворах при разных условиях. Эксперименты показали, что на процесс восстановления влияют концентрации ионов шестивалентного хрома, источники углеродного питания и температура.
Как сообщила кандидатка химических наук, доцент кафедры Химия и биотехнология ПНИПУ М. Соколова, наивысшая степень восстановления (96%) достигается при концентрации ионов шестивалентного хрома 30 мг/дм3 вне зависимости от температуры.
При 50 мг/дм3 и температуре 32С степень окисления снижается до 85%.
Дальнейшее повышение температуры и концентрации вещества ослабляет действие микроорганизмов, и восстановление проходит хуже и медленнее.
Сам биохимический процесс происходит в биореакторе, где выделенная культура бактерий Red. Cr восстанавливает ионы шестивалентного хрома с последующим образованием осадка в виде гидроксида трехвалентного хрома.
При использовании концентрации вещества 30 мг/дм3 длительность процесса занимает 14 суток, а при 50 мг/дм3 - 28 суток.
По сравнению с некоторыми конкурентными хромвосстанавливающими культурами, действие культуры Red. Cr происходит быстрее при равных условиях.
Исследование ученых Пермского политехнического университета полезно предприятиям машиностроительного, кожевенного, металлургического, горнодобывающего и химического производства.
Выделенная культура микроорганизмов позволит эффективно снизить негативное влияние хромосодержащих веществ на окружающую среду.
