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随着城市化进程加快以及工业、农业的快速发展,人类在生产和生活活动中排出的含各种类型污染物的废水,如有机类污染、无机物类污染以及重金属类污染等,这些含污染物的废水排入水体极易形成复合污染。复合污染不仅破坏水体生态环境,还对人体健康带来巨大的危害。水体中硝酸盐氮形成的无机类污染和Cr（Ⅵ）形成重金属类污染是较为常见的复合污染之一,在现有污水处理过程中,分别针对硝酸盐氮和Cr（Ⅵ）污染的处理方法研究较多,传统的去除硝酸盐氮的方法有膜分离法、离子交换法、氧化还原法、催化还原法以及微生物法等,主要常见的去除Cr（VI）方法主要有吸附法、溶剂萃取分离法以及化学沉淀法等,但上述方法仅针对于某一类污染物引起的污染。如何利用有效的措施经济节能、安全环保的去除水体中硝酸盐氮和Cr（Ⅵ）带来的复合污染受到人们的极大关注。微生物法在处理环境污染问题具有巨大的潜力,本文重点探求一种能在好氧反硝化同时还原Cr（Ⅵ）的细菌,用于处理硝酸盐氮和Cr（Ⅵ）对环境造成的复合污染问题。本研究的目的是研究菌株同时还原Cr（Ⅵ）和硝酸盐的能力及其反应代谢机理,使分离筛选出的细菌在实际污水处理中发挥作用,为提高污水的硝酸盐和铬处理效率提供理论依据。本文涉及的好氧反硝化菌株分离自重庆市某污水处理厂氧化沟工艺二沉池的活性污泥,在实验室驯化培养后开展了如下研究:对菌株G12进行16S rRNA基因鉴定;研究初始Cr（Ⅵ）浓度对好氧反硝化菌脱氮效率的影响以及硝酸盐浓度对Cr（Ⅵ）还原的影响;研究各种影响因素,如碳源、氮源、接种量以及共存二元重金属离子等对菌株在硝酸盐和Cr（Ⅵ）还原过程的影响;利用FTIR、XRD以及XPS等仪器分析研究Cr（Ⅵ）及其还原产物,从而研究Cr（Ⅵ）还原与好氧反硝化同时代谢机理。研究结果表明:（1）在反硝化固体培养基上,菌落表面边缘整齐,表面呈光滑、湿润、不透明、浅黄胶状。利用16S rRNA基因测序,确定该菌株G12属于Pseudomonas aeruginosa strain（铜绿假单胞菌属）,并命名为Pseudomonas aeruginosa strain G12。将菌株G12以1%（v/v）的比例接种到含500 mg/L的硝酸盐氮、10 mg/L的Cr（Ⅵ）的好氧反硝化培养基中,再以30℃、120 rpm的条件连续培养96 h。菌株G12在48 h进入生长稳定期,其OD600值达到最大为1.7左右。硝酸盐氮在72 h左右去除率达到98%,基本被完全去除,于96 h硝酸盐浓度降低到了10 mg/L;在96 h时,Cr（Ⅵ）的还原率达到93.32%,上清液中Cr（Ⅵ）的浓度约为0.668 mg/L。（2）在初始硝酸盐浓度为100、300、500、700 mg/L时,培养72 h以后,硝酸盐基本全部被还原,还原率分别为95.8%、99.5%、97.2%、70.3%;当硝酸盐浓度初始浓度为500 mg/L时,菌株G12对1、5、10、15、20 mg/L的Cr（Ⅵ）还原转化率分别为86.6%、94.9%、98.4%、99.1%、99.2%,相应的对硝酸盐氮的还原率分别为96%、96.5%、97.2%、96.7%、97.4%;Cr（Ⅵ）的还原效果与培养基中的硝酸盐浓度成正相关;Cr（Ⅵ）的还原和硝酸盐还原是同时进行的,集中在菌株G12的对数增长期。（3）不同的环境影响因子对菌株G12的代谢影响实验结果表明:（1）在不同碳源条件下,菌株G12的生长量以及对硝酸盐氮和Cr（Ⅵ）的去除效果不同,不同碳源对菌株G12代谢影响的排序分别为:琥珀酸钠﹥柠檬酸钠﹥葡萄糖﹥乙酸钠,柠檬酸三钠较琥珀酸钠而言更廉价易得,在不影响实验效果的情况下,选用柠檬酸钠作为碳源;（2）在分别以氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮为唯一氮源的情况下,不同氮源对菌株G12代谢影响的排序分别为:硝酸盐氮﹥氨氮﹥亚硝酸盐氮,故选用硝酸盐作为氮源进行后续研究;（3）接种量分别为1%、5%和10%（v/v）,连续培养72 h后,菌株G12的OD600值以及对硝酸盐氮和Cr（Ⅵ）的去除率基本相同,接种量对菌株G12的影响较小,故直接以1%（v/v）的比例接种培养;（4）在二元重金属离子Cu2+或Mn2+共存条件下,菌株G12生长达到稳定期的时间延迟,但其生长量以及对硝酸盐氮和Cr（Ⅵ）的还原效果没有影响,Cu2+或Mn2+的存在在一定程度上提高了Cr（Ⅵ）的还原率;（4）通过FTIR、XPS和XRD等仪器分析可知:（1）菌株G12表面主要存在羧基、羟基、氨基、酰胺基等官能团,这些官能团与Cr（VI）的去除有关;（2）在铬元素Cr 2p轨道的XPS图谱中,在结合能为577.36和583.01eV处主要代表Cr3+的2p1/2和2p3/2杂化轨道,Cr（Ⅵ）的还原产物价态主要是Cr（Ⅲ）,即菌株G12将Cr（VI）还原成了正三价态;（3）菌株G12在细胞内Cr（VI）的还原产物为Cr（Ⅲ）,以CrCl3晶体结构形式存在。