铬元素在逐年兴盛的工业中占据重要的地位,涉及数个重要领域的生产活动。大量的含铬废弃物被排放到水体、土壤中,严重的威胁着人类的安全和生态的健康。细菌矿化是指在细菌的新陈代谢作用下,将游离的金属离子转化为稳定的矿化沉淀。利用细菌的矿化行为处理重金属污染是一种环境友好、成本低廉的策略。然而,在过去近20年的探索过程中,铬的细菌矿化现象罕有报道,不同的细菌处理六价铬的产物均被揭示为有机三价铬。细菌的铬矿化行为是否存在成为巨大的争议。细菌产生有机三价铬主导的原因有以下4点:（a）细菌还原六价铬的主要机制是酶介导的反应,而三价铬作为酶机制中的还原产物通常与于电子供体结合为有机三价铬;（b）有机三价铬帮助细菌在六价铬的毒害中存活,并且可以增强对六价铬的解毒作用;（c）细菌通常需要在酸性或中性的条件下处理六价铬,还需要外源有机物作为电子供体维持活性,但这种介质环境是利于有机三价铬产生的;（d）配位竞争实验表明,相比于细菌碎片,三价铬离子更倾向于有机小分子结合。因此,细菌处理六价铬的过程中,有机三价铬的产生似乎是命运产物。有机三价铬具有易迁移、易氧化和难以生物降解的特点,是不被期待的铬污染处理产物。我们从铬的自然矿物（铬铁矿）和已有的文献报道中推测:细菌的铬矿化可能需要发生在一个更复杂的环境中,如一种或多种重金属离子共存的条件。本文基于微生物法处理铬污染的瓶颈问题,选取具有优秀的金属离子耐受能力和矿化潜力的蜡状芽孢杆菌作为研究对象。主要的研究内容如下:（1）在对蜡状芽孢杆菌12-2处理六价铬的初步探索中发现,六价铬严重抑制其生长细胞的生长,静息细胞则表现出较强的六价铬处理能力。批量实验的结果表明,在锰、钙离子存在时,细菌对六价铬的还原率最高,在120 h内处理了88.6%的六价铬。镁离子共存时,总铬固定率最高,反应终止时处理了64.4%的总铬。铝组产生可溶三价铬的量最少,截止至反应停止时仅产生了4.1 mg/L的可溶三价铬。总体而言,镉离子共存时细菌表现较差,六价铬还原率和总铬固定率均为最低值。SEM和XRD的分析结果表明蜡状芽孢杆菌12-2在这9种金属阳离子分别与铬共存的环境中均没有检测出矿物。（2）蜡状芽孢杆菌12-2在铜离子刺激下,显著地增强了对六价铬还原和总铬去除的能力。在64 mg/L铜离子浓度下达到最佳,即48 h时几乎100%去除六价铬,72 h几乎100%去除上清液中的总铬。XPS、SEM、TEM、EDX等技术的结果表明铜离子进入蜡状芽孢杆菌12-2后,刺激酶的活性,进而促进六价铬的还原。在铬与铜的协同作用下,细菌调节胞内与胞外的p H至碱性,创造利于矿化的介质条件。进一步地,铬、铜元素在胞内共沉淀后,铬铜氧化物被细菌的分泌行为排放到胞外空间,完成细菌的铬矿化。这种铬铜氧化物随着细菌的破碎死亡并不会溶解并释放到环境中。实际电镀废水的试验则展现了蜡状芽孢杆菌12-2极强的应用潜力。综上所述,本工作探索了在其他金属阳离子共存下,蜡状芽孢杆菌12-2对六价铬处理能力的变化,在这个过程中发现细菌介导铬铜矿化的现象,并对其机制进行了分析。本工作突破了对细菌处理铬产物唯一的认识,将对铬元素的地球化学循环过程提供新的参考思路,对含铬废弃物的处理也提供了新的策略。