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利用异化金属还原菌将高毒易溶的Cr(Ⅵ)进行生物还原,转化成低毒且难溶的低价Cr(Ⅲ)予以去除的这种策略,对实现经济、绿色地治理铬废水污染极具意义。本研究制备出具有比表面积大、机械强度高及生物相容性良好的氧化石墨烯-聚乙烯醇复合膜(Grpahene oxide/Poly(vinyl alcohol),GO/PVA),并且以异化金属还原微生物Shewanella xiamenensis(S.xiamenensis)为代表负载在GO-PVA材料表面,探究了复合生物膜用于实现对Cr(Ⅵ)的还原去除及其循环利用过程。本研究主要得到以下结论:(1)在Cr(Ⅵ)初始浓度为50 mg/L的有氧体系中,分别添加不同PVA和GO质量比制备出的GO/PVA复合膜作为外源电子中介体,其中GO/PVA4-1复合膜能显著促进S.xiamenensis对Cr(Ⅵ)的生物还原,该膜能在36 h内,对Cr(Ⅵ)的还原去除率达到100%;(2)所有GO/PVA复合膜都表现出良好生物相容性,S.xiamenensis能够有利地负载在复合膜表面,形成S.xiamenensis-GO/PVA复合生物膜用于催化Cr(Ⅵ)生物还原;(3)S.xiamenensis-GO/PVA复合生物膜在循环重复实验中保持着优越的生物催化性且可被循环回收使用高达10次。随着循环次数的增加,负载在材料表面的生物量增加,增大了直接电子传递的反应强度,使得复合生物膜的催化效果愈加显著。其中,生物膜S.xiamenensis-GO/PVA2-1在循环第10次时,可在9 h内将50 mg/L的Cr(Ⅵ)全部去除,显著高于空白对照组(48 h)的还原效率;(4)在循环实验中,随着复合生物膜的重复使用,复合材料中的GO逐渐被还原成还原氧化石墨烯(reduced graphene oxide,rGO)。由于rGO可作为电子传递的中介体,进一步协同促进了S.xiamenensis对Cr(Ⅵ)的生物还原作用。本文提供的研究方法和制备S.xiamenensis-GO/PVA复合生物膜对建立起一种安全可行的生物修复工艺以实现Cr(Ⅵ)治理提供了重要的理论依据。