Инновации в экологии. Биохимический метод снижает токсичность хрома VI

Ученые Пермского Политеха разработали уникальный метод для снижения токсичности хрома VI, выделив культуру бактерий, способных выдерживать высокие концентрации хрома и быстро восстанавливать его до менее опасного хрома III.

Хром широко применяется в металлургии, кожевенной промышленности, изготовлении защитных покрытий и пигментов благодаря своей коррозионной стойкости и твердости. В различных соединениях он может находиться в степенях окисления от II до VI, причем высшая степень крайне ядовита. В России ежегодно выбрасывается более 4 тонн хрома VI, что вызывает серьезные экологические проблемы и угрожает живым организмам. Снижение его негативного воздействия достигается путем восстановления до менее токсичного хрома III, для чего применяются как химические соединения, так и культуры микроорганизмов.

«Конечная цель ученых — разработать анализатор для отслеживания уровня хлорсодержащих соединений. Он сможет продлить срок эксплуатации оборудования и сэкономить средства на ремонте»

— пресс-служба Минобрнауки РФ.

Ученые Пермского Политеха выделили уникальную культуру бактерий, названную Red. Cr, которая способна на 96% восстанавливать ионы хрома VI до хрома III. Эти бактерии выделены из почвы, отобранной рядом с гальваническим предприятием, и показали высокую устойчивость к токсичному действию вещества. Культура Red. Cr выдерживает концентрации хрома VI до 500 мг/дм³ и восстанавливает его быстрее, чем существующие аналоги.

«Мы проверили культуру на возможность расти при высоких концентрациях ионов хрома VI. Оказалось, они способны выдерживать до 500 мг/дм³»

— Дана Завьялова, студентка кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ.

Эксперименты показали, что на процесс восстановления влияют концентрации ионов хрома VI, источники углеродного питания и температура. Наивысшая степень восстановления (96%) достигается при концентрации 30 мг/дм³ независимо от температуры. При 50 мг/дм³ и температуре 32°C степень окисления снижается до 85%. Более высокие температуры и концентрации ухудшают действие микроорганизмов.

«Сам биохимический процесс происходит в биореакторе, где выделенная нами культура бактерий Red. Cr восстанавливает ионы хрома VI с последующим образованием осадка в виде гидроксида хрома III»

— Мария Соколова, кандидат химических наук, доцент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ.

Разработка ученых Пермского Политеха имеет большое значение для машиностроительной, кожевенной, металлургической, горнодобывающей и химической промышленности. Применение культуры микроорганизмов позволит значительно снизить негативное воздействие хромосодержащих веществ на окружающую среду.