Учёные Пермского Политеха выделили культуру бактерий, способную снижать негативное воздействие хрома на окружающую среду. Хром широко используется в промышленности благодаря своей коррозионной стойкости и твердости, а также в кожевенной промышленности, при изготовлении защитных покрытий и пигментов. Однако его высшие окислительные формы крайне ядовиты.
Ежегодно в России образуется более 4 тонн выбросов, содержащих хром VI, что нарушает биохимические процессы в окружающей среде и представляет опасность для живых организмов. Снижение токсичности хрома VI до менее вредного хрома III является важной задачей, которую обычно решают с помощью химических веществ или микроорганизмов. Учёные Пермского Политеха разработали культуру бактерий, которая выдерживает высокие концентрации хрома VI и быстрее восстанавливает его до хрома III по сравнению с аналогичными микроорганизмами.
Результаты исследований опубликованы в сборнике «Химия. Экология. Урбанистика», 2024 год, и выполнены в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».
Гальванические цеха, кожевенная промышленность и производство антикоррозийных сплавов приводят к большим выбросам хрома VI, который является одним из самых опасных экотоксикантов. Он может накапливаться в организмах, вызывать аллергические реакции и оказывать канцерогенное действие.
Снижение степени окисления хрома до III значительно уменьшает его токсичность. Однако химические реагенты для этого процесса часто неэкологичны, агрессивны и дороги. Решением может стать биохимический метод с использованием бактерий, способных снижать степень окисления хрома VI в растворах.
Учёные выделили культуру микроорганизмов Red. Cr, способную на 96% редуцировать ионы хрома VI. Эта культура выдерживает концентрации хрома VI до 500 мг/дм³ и быстрее восстанавливает его до хрома III по сравнению с аналогами.
Из почвы, отобранной рядом с гальваническим предприятием, выделили бактерии, способные расти в среде с ионами хрома VI. Культура, показавшая наибольшую устойчивость к токсичному действию хрома, была выбрана для дальнейших исследований.
Максимальная степень восстановления (96%) достигается при концентрации хрома VI 30 мг/дм³ вне зависимости от температуры. При концентрации 50 мг/дм³ и температуре 32°С степень восстановления снижается до 85%. Дальнейшее повышение температуры и концентрации ухудшает эффективность микроорганизмов.
Исследование Пермского Политеха полезно для машиностроительных, кожевенных, металлургических, горнодобывающих и химических предприятий. Выделенная культура микроорганизмов поможет эффективно снизить негативное воздействие хромосодержащих веществ на окружающую среду.