土壤中耐受Mn(Ⅱ)真菌菌株的分离及氧化Mn(Ⅱ)特性研究

采用分离纯化的方法从锰矿企业含锰土壤中筛选分离能够耐受并氧化二价锰离子(Mn(Ⅱ))的真菌,并研究分离菌株的生长特性及对Mn(Ⅱ)的氧化能力。共分离得到4株具有耐受Mn(Ⅱ)的真菌菌株,分别为XS2-1,XS2-2,XS3-2-4,XS3-2-5。其中XS2-2,XS3-2-4,XS3-2-5能够将Mn(Ⅱ)氧化生成锰氧化物(Mn(Ⅲ,Ⅳ))。根据ITS(Internal Transcribed Spacer)rRNA基因测序结果,这4株真菌菌株分别属于Cladosporium、Plectosphaerella、Epicuccum和Phaeosphaeriopsis属。考察了pH值以及Mn(Ⅱ)浓度对菌株生长和氧化Mn(Ⅱ)能力的影响。发现这4株真菌菌株的生长受pH值影响较小,但受Mn(Ⅱ)浓度影响较大;菌株的Mn(Ⅱ)氧化能力受pH值和Mn(Ⅱ)浓度的影响均较为显著。菌株XS3-2-5的Mn(Ⅱ)氧化能力最为突出,随着Mn(Ⅱ)浓度的增加(最高至15 000μmol/L),其Mn(Ⅱ)氧化能力不断升高,并未出现不耐受的情况。能够氧化Mn(Ⅱ)的真菌菌种的发现对于治理受锰污染的水及土壤具有潜在的实际意义。     

Cu(Ⅱ), Fe(Ⅲ) and Mn(Ⅱ) combinations as environmental stress factors have distinguishing effects on Enterococcus hirae

Pollution by various heavy metals as environmental stress factors might affect bacteria. It was established that iron(Fe(Ⅲ)), manganese(Mn(Ⅱ)) and copper(Cu(Ⅱ)) ion combinations caused effects on Enterococcus hirae that differed from the sum of the effects when the metals were added separately. It was shown that the Cu2+–Fe3+combination decreased the growth and ATPase activity of membrane vesicles of wild-type E. hirae ATCC9790 and atp D mutant(with defective FoF1-ATPase) MS116. Addition of Mn2+–Fe3+combinations within the same concentration range had no effects on growth compared to control(without heavy metals). ATPase activity was increased in the presence of Mn2+–Fe3+, while together with0.2 mmol/L N,N′-dicyclohexylcarbodiimide(DCCD), ATPase activity was decreased compared to control(when only 0.2 mmol/L DCCD was present). These results indicate that heavy metals ion combinations probably affect the FOF1-ATPase, leading to conformational changes. Moreover the action may be direct or be mediated by environment redox potential.The effects observed when Fe3+was added separately disappeared in both cases, which might be a result of competing processes between Fe3+and other heavy metals. These findings are novel and improve the understanding of heavy metals ions effects on bacteria,and could be applied for regulation of stress response patterns in the environment.     

表层沉积物主要矿化组分对Mn(Ⅱ)的吸附特性与贡献

考察表层沉积物中主要矿化组分对Mn(Ⅱ)的吸附特性,能够更清楚地解释Mn(Ⅱ)在沉积物-水界面上的迁移转化机理. 以山东省即墨市王圈水库表层沉积物为例,采用化学选择性萃取方法将表层沉积物的主要矿化组分(Fe氧化物、Mn氧化物、有机质和黏土矿物)进行分离,研究这些矿化组分对Mn(Ⅱ)的吸附特性和贡献. 结果表明,表层沉积物中w(有机质)、w(TE-Fe)和w(TE-Mn)(TE-Fe、TE-Mn分别为总可萃取态Fe、Mn氧化物)分别为16.23、10.12和1.771 mg/g. Langmuir和Freundlich吸附等温方程均能较好地描述表层沉积物及其主要矿化组分吸附Mn(Ⅱ)的过程,Langmuir吸附等温方程拟合效果更好,相关系数达0.95以上. E-Mn、E-Fe(E-Mn、E-Fe分别为可萃取态、锰、铁氧化物)、有机质和黏土矿物对Mn(Ⅱ)的吸附能力分别为77 852.5、38 764.0、17 704.5和44.0 mg/g. 由于各主要矿化组分在表层沉积物中含量的差异,因此有机质的吸附贡献最大,为2.24 mg/g;其次是E-Fe和黏土矿物,分别为1.91和1.22 mg/g;E-Mn为0.62 mg/g.      

两性高分子螯合絮凝剂与Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的螯合稳定性

采用紫外分光光度法测定了两性高分子螯合絮凝剂(ACPF)与Cu2+、Cd2+、Pb2+、Ni2+形成螯合物的吸收光谱,考察了螯合沉淀物的稳定性,探讨了螯合物的组成,并计算其稳定常数.结果表明,ACPF分别在204、251和285 nm处出现最大吸收峰;ACPF中—CSS-基团与Cu2+、Pb2+、Cd2+和Ni2+等离子均按物质的量比2:1形成稳定螯合物,分别在319、310、313.5和326 nm处出现最大吸收峰,最大吸收峰发生显著红移.ACPF与Cu2+、Pb2+、Cd2+和Ni2+形成的螯合物的稳定常数分别为1.37 ×1012、3.26 ×1011、2.05×1011和3.04×1010.螯合沉淀物中重金属离子的溶出率随溶出液pH值升高而降低.PH≥5.6时,ACPF-Cu2+、ACPF-Ni2+ 、ACPF-Pb2+和ACPF-Cd2+都很稳定,浸出60.D后溶出液中Cu2+、Ni2+、Pb2+和Cd2+浓度都分别低于相应的国家污水综合排放标准(GB8979-1996).     

预处理对小球藻吸附Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的影响

为了研究不同预处理方式对小球藻藻体吸附Cd2+、Pb2+和Cu2+的影响,文章将经过高温灭菌、Ca(NO3)2溶液浸泡和HNO3溶液浸泡预处理的小球藻藻体冷冻干燥,然后在单、两和三组份重金属离子溶液中进行吸附实验。结果表明,在单一系统中,经过Ca(NO3)2溶液浸泡过的藻体吸附效果较好;在混合系统中,冷冻干燥的藻体吸附效果较好。小球藻藻体对重金属吸附动力学曲线表明,在单一或混合系统中,高温灭菌的藻体对Cd2+、Pb2+的吸附于360 min内基本达到平衡,Ca(NO3)2或HNO3溶液浸泡过的藻体对Cd2+、Cu2+的吸附于360 min内基本达到平衡。运用红外光谱仪和扫描电镜对吸附重金属离子前的藻体进行表征。结果表明,不同预处理藻体细胞的功能性基团和形态结构存在着差异,进而影响其对Cd2+、Pb2+、Cu2+的吸附能力。     

毛木耳和白木耳子实体对Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附特性研究

通过批量实验研究了毛木耳(Auricularia polytricha)子实体和白木耳(Tremella fuciformis)子实体对水溶液中不同浓度的Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附能力和吸附动力学特性.此外,研究了多种离子共存对吸附效果的影响,以及吸附剂在多重金属混合溶液中对各重金属离子的吸附量大小顺序.结果表明,毛木耳子实体对单金属溶液中Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的最大吸附量分别为18.91、18.69、20.33和12.42mg·g-1,最大去除率在实验设置条件下均在85%以上;白木耳子实体对单金属溶液中Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的最大吸附量分别为19.98、20.15、19.16和16.41mg·g-1,最大去除率在实验条件下均在75%以上.在初始浓度分别为10、50和100mg·L-1的溶液中,随初始浓度的增加,菌体对重金属的吸附量增加,但去除率下降.准二阶模型比准一阶模型能更好地描述吸附动力学过程.2种吸附剂对多金属溶液中重金属离子吸附量的大小均呈现Pb(Ⅱ)Cu(Ⅱ)Zn(Ⅱ)Cd(Ⅱ)的吸附规律,电负性大的金属离子被优先吸附.溶液中其它重金属离子的存在使白木耳子实体对Pb(Ⅱ)的吸附量上升,而使毛木耳子实体对4种离子和白木耳子实体对其它3种离子的吸附量下降.研究发现,毛木耳和白木耳子实体都是潜在的生物吸附剂.     

外源Mn(Ⅱ)对菹草(Potamogeton crispus L.)生长及其铁锰含量的影响

菹草(Potamogeton crispus L.)对于富营养化水体具有良好的修复作用,而锰可能是沉水植物菹草恢复过程中的营养限制性因子之一. 采用浅水湖泊(武汉汤逊湖和南湖)沉积物培养菹草,研究外源Mn(Ⅱ)对菹草生物量,w(总叶绿素)及铁、锰吸收量〔m(Mn)和m(Fe)〕的影响. 结果表明:Mn(Ⅱ)对菹草生长具有促进作用;添加Mn(Ⅱ)和不添加Mn(Ⅱ)的菹草上述各项指标值差异显著;无论是否添加Mn(Ⅱ),菹草茎叶m(Mn)与m(Fe)均呈高度正相关,菹草对Fe和Mn的吸收未表现出拮抗作用,且在菹草生长周期内,其茎叶锰铁比〔w(Mn)/w(Fe)〕保持在0.03～0.07的较低水平,与陆生植物对Fe和Mn的吸收机制存在明显差异.      

离子交换树脂吸附Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的研究

采用静态法和动态法对阳离子交换树脂吸附Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的行为进行了研究。考察了pH值、流速、吸附时间等条件对吸附效果的影响,优化了树脂洗脱再生的最佳条件。实验结果表明,732型强酸阳离子交换树脂能够有效地吸附废水中的Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)。对比两种交换方式,动态法具有操作简单、效率高、可连续运行等特点,具有较高的实用价值。     

离心泵噪声控制技术(Ⅱ)

<正> 5 控制设备的设计 5.1吸声设计计算由于厂房是砖砌混凝土结构,吸声性差,采取悬挂空间吸声体办法降噪。按治理目标要求吸声处理后噪声值小于90dBA,即在N85曲线以下,各频带减噪量如表6所示     

钢渣固定床对水中Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附研究

采用钢渣吸附剂分别对Pr(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)进行固定床吸附实验,考察了不同运行参数如进水流速、进水初始浓度和吸附柱高度对动态吸附过程的影响,并应用Thomas模型对在不同条件下得到的穿透曲线进行拟合。实验结果表明进水流速、进水初始浓度和吸附柱高度对动态吸附过程存在影响,穿透时间随床层高度的增加而增加,但是随进水流速和进水初始浓度的增加而减少。Thomas方程穿透曲线拟合效果较好,相关系数R2值均在0.9以上,运用该方程可准确预测吸附柱的操作参数。     

自然水体生物膜对铜(Ⅱ)、镉(Ⅱ)的吸附研究

以董铺水库为水源、天然纯棉绳为人工基质培养生物膜,研究了附着在棉绳表面上的自然水体生物膜吸附Cu和Cd的热力学和动力学特征及pH对吸附性能的影响.通过对实验数据进行非线型拟合,发现生物膜对2种重金属的吸附均符合Freundlich(F)和Langmuir(L)吸附等温式,对2种金属的吸附能力顺序是:Cu＞Cd.生物膜对Cu和Cd的吸附在数小时内可达到平衡,吸附过程符合二级动力学特征.通过调节吸附液的pH值,研究了不同pH对吸附效果的影响.结果表明,随着pH的升高,2种金属的吸附量明显增加.     

改性柚皮粉对水中Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附

基于柚皮中富含纤维素、木质素、多糖等可与重金属发生络合、螯合作用的物质,将农林及生活废弃物柚子皮作为重金属离子的吸附剂。采用经NaOH改性的柚皮粉吸附水中Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)。考察了pH、吸附时间、改性柚皮粉用量以及Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)初始浓度等因素对吸附的影响,测定了吸附等温线,对等温吸附规律及动力学进行了探讨。结果表明,pH、吸附时间、改性柚皮粉用量、Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)初始浓度等因素对吸附效果均有影响。吸附Cu(Ⅱ)的适宜条件为:pH5.4～5.5,吸附时间10min,改性柚皮粉用量0.2g/100mL,Cu(Ⅱ)初始浓度20～80mg/L。在该条件下,Cu(Ⅱ)去除率达95%以上。吸附Zn(Ⅱ)的适宜条件为:pH5.5～5.6,吸附时间60min,改性柚皮粉用量0.4g/100mL,Zn(Ⅱ)初始浓度小于80mg/L。在该条件下,Zn(Ⅱ)去除率达90%以上。等温吸附规律可用Freundlich和Langmuir模式较好地描述,吸附呈单分层形式,吸附性能良好。吸附动力学规律符合准一级、准二级和Elovich动力学模型。     

废啤酒酵母吸附水溶液中Ni(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的性能

用废啤酒酵母吸附水溶液中N(iⅡ)和Cd(Ⅱ),考察了溶液pH值、重金属离子浓度、吸附时间和溶液中盐的浓度对吸附效果的影响。结果表明:溶液pH是影响重金属离子吸附的一个重要参数,中性条件利于吸附。废啤酒酵母对N(iⅡ)和Cd(Ⅱ)吸附速率较快,达到吸附平衡约需120min。废啤酒酵母吸附N(iⅡ)和Cd(Ⅱ)的实验数据对Langmuir等温式的拟合情况良好,pH=7时,废啤酒酵母对N(iⅡ)和Cd(Ⅱ)的最大吸附量分别为5.34mg/g和10.17mg/g。溶液中其它盐类物质的存在对重金属离子的吸附会产生较大的影响,pH=3条件下进行解吸附,解吸附率>90%。     

Mn(Ⅲ)在水钠锰矿氧化Cr(Ⅲ)反应中的作用

环境中的氧化锰矿物是可氧化Cr(Ⅲ)的唯一天然无机氧化剂,氧化锰矿物与Cr(Ⅲ)相互作用的反应速率与机制备受关注.本研究以水钠锰矿为对象,采用批量动力学方法研究了其结构中Mn(Ⅲ)在氧化Cr(Ⅲ)反应中的作用及动力学特点.结果表明,水钠锰矿氧化Cr(Ⅲ)符合准一级动力学方程,表观速率常数Kobs为0.0313 min-1,以Na4P2O7预处理水钠锰矿可络合出结构中的部分Mn(Ⅲ),使其Mn的平均氧化度升高.当处理Na4P2O7浓度为10、20、50 mmol/L时,其Mn氧化度由3.50升高至3.63、3.73和3.78,处理后的水钠锰矿对Cr(Ⅲ)的平衡氧化率增加,但初始氧化速率变化并不明显,其相应表观速率常数分别为0.0351、0.0325和0.0309 min-1.水钠锰矿氧化Cr(Ⅲ)的反应历程中,Mn(Ⅳ)→Mn(Ⅲ)的电子转移过程生成的Mn(Ⅲ)显著影响水钠锰矿氧化Cr(Ⅲ)的速率.当新生成Mn(Ⅲ)被Na4P2O7络合后,反应速率降低45%~88%,且水钠锰矿的氧化度较低时,结构中Mn(Ⅲ)含量高,反应中被络合的新生态Mn(Ⅲ)多,反应速率降低幅度相对较大.因此,反应新生成的Mn(Ⅲ)具有较高的反应活性和较快的电子转移速率,而Mn(Ⅳ)→Mn(Ⅲ)的电子转移速率较慢,可能为水钠锰矿氧化Cr(Ⅲ)的反应速率控制步骤.     

Mn(Ⅲ)对污染物转化去除作用研究进展

锰是环境中广泛存在的过渡金属元素,其价态丰富,性质活跃,广泛参与污染物的环境地球化学过程,并在污染治理修复中发挥重要作用。三价锰（Mn(Ⅲ)）作为一种中间价态锰,因存在时间短,易歧化,导致其在各种涉锰反应中的作用长期被忽视。近年来,越来越多的研究证实了Mn(Ⅲ)在污染物迁移转化过程中发挥重要作用。文章阐述了Mn(Ⅲ)的重要理化性质,梳理了其在重金属、非金属等无机污染物、有机污染物转化及生物系统中的重要作用,总结了氧化、还原、催化等作用机制,分析了其在污染去除应用中的优点和不足,为Mn(Ⅲ)相关基础研究和实际应用提出可能的方向。     

Efficient adsorption of Mn(Ⅱ) by layered double hydroxides intercalated with diethylenetriaminepentaacetic acid and the mechanistic study

In this study, greatly enhanced Mn(II) adsorption was achieved by as-synthesized diethylenetriaminepentaacetate acid intercalated Mg/Al layered double hydroxides(LDHsDTPA). The adsorption capacity of LDHs-DTPA was 83.5 mg/g, which is much higher than that of LDHs-EDTA(44.4 mg/g), LDHs-Oxalate(21.6 mg/g) and LDHs(28.8 mg/g). The adsorption data of aqueous Mn(II) using LDHs-DTPA could be well described by the pseudosecond order kinetics and Langmuir isotherm model. Thermodynamics study results also showed that the adsorption process of Mn(II) by LDHs-DTPA was exothermic as indicated by the negative ΔH value. Furthermore, based on the structural, morphological and thermostable features, as well as FT-IR and XPS characterizations of LDHs-DTPA and the pristine LDHs, the adsorption mechanism of Mn(II) was proposed. The carboxyl groups of DTPA were proposed to be the main binding sites for Mn(II), and the hydroxyl groups of LDHs also played a minor role in the adsorption process. Among the three common regeneration reagents, 0.1 mol/L Na_2CO_3 was the best for reusing LDHs-DTPA in Mn(II)adsorption. Besides, the Mn(II) adsorption performance could be hindered in the presence of typical inorganic ions, especially cations. Further specific modifications of LDHs-DTPA are suggested to get more selective adsorption of Mn(II) in practical applications.     

真菌菌株XS3-2-5对含锰废水中Mn(Ⅱ)的生物氧化作用

该研究以一株从锰污染土壤中筛选、分离得到的具有高Mn(Ⅱ)耐受性并具有氧化Mn(Ⅱ)的特性的真菌菌株XS3-2-5为对象,考察了p H值和Mn(Ⅱ)初始浓度对该菌株生长及其氧化Mn(Ⅱ)能力的影响,并结合扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线能量色散谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)等方法,对经过菌株XS3-2-5氧化后的生物锰氧化物进行了表征。ITS(internal transcribed spacer)r RNA基因测序结果表明,该菌株属于Phaeosphaeriopsis sp。pH和Mn(Ⅱ)初始浓度对该菌株的生长速度无显著影响。该菌株(湿重)在p H 5~7范围内对Mn(Ⅱ)(300μmol/L)的氧化率接近200 mg/g。SEM、TEM、EDS和XPS的分析结果表明,Mn(Ⅱ)经过该菌株氧化后的生物锰氧化物主要为二氧化锰。     

绿色合成纳米铁同时去除水体中的Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)

植物提取液绿色合成纳米铁是用于环境修复最有潜力的技术之一.本文利用苦丁茶提取液绿色合成纳米铁(Fe NPs),考察了Fe NPs去除Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的性能,同时,比较了不同温度对Fe NPs去除Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的影响.结果表明,在p H=3.5、温度303 K、Fe NPs投加量为2.0 g·L-1的条件下,反应60 min后,Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)复合溶液中Pb(Ⅱ)的去除率为91.0%,Cd(Ⅱ)的去除率达31.4%,而单独的Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)溶液中,Pb(Ⅱ)的去除率高达93.8%,Cd(Ⅱ)的去除率高达41.7%.根据Fe NPs对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)反应前后的表征结果和Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)去除动力学的研究结果表明,Pb(Ⅱ)的去除反应遵循伪一级动力学,而Cd(Ⅱ)的去除遵循伪二级动力学,去除机理可能是Fe NPs对Pb(Ⅱ)起到还原、吸附作用,而对混合液中的Cd(Ⅱ)起到吸附作用.     

陨石中的放射性宇宙成因核素~(53)Mn

<正> 一、概述1957年,Sheline和Hooper预言铁陨石中存在着由宇宙射线作用所产生的核素~(53)Mn。这一预言在1961年被Honda等证实。此后,许多人对陨石中的~(53)Mn进行了大量研究和测定。~(63)Mn之所以如此受重视,主要是由于它具有以下几方面的意义:1.计算陨石的暴露年龄“暴露年龄”是陨石暴露在宇宙射线中的时间(以年为单位)。测定陨石的暴露年龄对于了解陨石的起源和演化历史是十分重要的,也是证实行星演化等天文学假设的重要实验手段     

生产固化剂A废水的COD_(Mn)与COD_(cr)相关性的探讨

分别用重铬酸钾法和高锰酸钾法测定了生产固化剂Ａ废水的化学需氧量ＣＯＤｃｒ和ＣＯＤＭｎ，得到了ＣＯＤｃｒ和ＣＯＤＭｎ的相关性方程，线性相关较好