近日，西安工程大学环境与化学工程学院武占省教授团队在微生物对环境重金属修复效应研究方面取得新进展，发表论文““Bioreduction of hexavalent chromium via Bacillus subtilis SL-44 enhanced by humic acid: An effective strategy for detoxifification and immobilization of chromium，Science of the Total Environment， 2023, 888, 25164246，（环境科学顶刊、SCI一区、IF=10.753）。该论文第一作者为西安工程大学联合培养博士研究生李涛，通讯作者为武占省教授，西安工程大学为第一单位。
铬(Cr)被列为重金属污染“五毒”之一，在环境中通常以六价铬[Cr(VI)]和三价铬[Cr(III)]的形式存在。Cr(VI)由于其更高的毒性和迁移率，对人类身体健康和作物生长发育会造成很大危害。在我国生态文明建设过程中，迫切需要将Cr(VI)还原为Cr(III)以减少铬的迁移率，为农产品安全和国民健康提供保障。
枯草芽孢杆菌具有优良的抗逆性，其不仅可以促进植物生长、抑制土壤病菌生长，还可以改善土壤结构，还常被用作修复剂来降低水和土壤中重金属的移动性和植物有效性。但由于Cr(VI)对微生物生理活性、遗传物质稳定性的危害，需要对细菌加入特定的保护剂。腐殖酸作为一种生物相容性良好的多官能团有机大分子，其可以作为微生物保护剂和重金属离子螯合剂。因此，为了解析腐殖酸保护剂在枯草芽孢杆菌SL-44还原铬过程中所扮演的角色，本研究通过经验拟一阶动力学、对数变换的紫外-可见差分吸收光谱、激发发射荧光光谱耦合平行因子分析两种腐殖酸（AL-HA和MA-HA）对Cr(VI)的非生物还原、金属络合容量。阐明了MA-HA展示出较高的还原速率常数和络合稳定常数，MA-HA更高的电子交换容量（EEC）可以增强细菌-腐殖酸复合物（SL-MA）的电容并降低电化学阻抗，以推动中价态Cr(V)的生成并增强Cr(VI)还原率。揭示了MA-HA可缓解Cr(VI)对SL-44的生理毒性，展示出细菌胞外分泌物中谷胱甘肽含量的显著降低以及涉及氨基酸转运蛋白、谷氨酸代谢、多羟基丁酸（PHB）水解相关基因的下调。腐殖酸协同枯草芽孢杆菌剂应用能使白菜中铬富集量显著降低71.0%。
本研究制备的细菌-腐殖酸复合物是一种绿色、性能优良的Cr还原剂，其不仅可以增强Cr(VI)还原率并降低Cr(VI)对细菌的生理毒性，还可以在修复Cr污染土壤中有效降低Cr生物有效性和生物转移富集，减弱Cr污染对人类健康的威胁。
该研究得到国家自然科学基金、西安市科技局农业技术研发项目、秦创原陕西省“科学家+工程师”队伍项目的资助。
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S004896972302867X
