Lead adsorption capacities of different components in natural surface coatings

Pb adsorption capacities of Fe oxide, Mn oxide and organic materials in natural surface coatings (biofilms and associated minerals) collected in three lakes, two ponds and a river in Jilin Province, China and Cayuga Lake in US were studied. A novel extraction technique was employed to remove one or more component(s) from the surface coatings. Pb adsorption to surface coatings before and after extraction was performed to determine the adsorptive properties of the extracted component(s). The statistical analysis of observed Pb adsorption was carried out using nonlinear least squares fitting (NLSF) to estimate the Pb adsorption capacity of each component of surface coatings. For each body of water, the estimated Pb adsorption capacity of Mn oxide( mol Pb/mol Mn) was significantly higher than that of Fe oxide( mol Pb/ mol Fe). The value of estimated adsorption capacities of organic materials with the unit mol Pb per kg COD was similar to or less than that of Fe oxides with the unit mol Pb per mol Fe. Comparison of components of surface coatings in different waters showed that the estimated Pb adsorption capacities of components in surface coatings developed in different natural waters were different,especially for Mn oxides.     

锰氧化物对水体中铊的去除机制研究进展

铊（Tl）是国际公认的优先控制的13种金属污染物之一,近些年频繁发生的水体Tl污染事件推动了Tl去除研究工作的进展,作为去除Tl的高效吸附剂、催化剂和氧化剂,锰氧化物是研究热点之一.该研究综述了Tl在合成锰氧化物、矿物锰氧化物、改性锰氧化物及锰氧化物复合材料上的吸附特征,总结了pH、共存离子和有机质对锰氧化物去除Tl的影响,深入探讨了Tl在锰氧化物上的吸附机制.前人的研究成果表明:经过科学改性的锰氧化物及锰氧化物复合材料在吸附选择性、可重复利用及易分离方面表现出更好的Tl去除效果.pH主要通过静电作用和氧化还原作用影响锰氧化物对Tl的去除机制,是影响锰氧化物去除Tl效率的最关键因素;共存离子和有机质分别通过竞争吸附位点和络合作用的方式抑制锰氧化物对Tl的吸附;锰氧化物去除Tl的主要机制为络合作用、氧化沉淀和静电引力,矿物锰氧化物还可以依靠离子交换和同位素分馏作用去除Tl.锰氧化物对Tl去除机制的定性和定量研究,以及不同晶型结构锰氧化物及锰氧化物与微生物的结合对地下水中Tl的去除技术是未来的研究方向.      

不同价态Mn离子对刺参幼参急性毒性效应及富集作用

静水条件下,研究了Mn2+与Mn7+对刺参幼参行为和存活的影响,并分析了其在幼参体内的富集状况。结果表明,幼参在0.8 ~ 16 mg/L浓度范围内的Mn2+暴露96 h后死亡率均为0.0%,Mn2+在此浓度范围内无明显的急性毒性作用;但暴露于0.1 ~ 6.5 mg/L Mn7+中时,幼参的死亡率随浓度和暴露时间增加而升高。暴露48 h时,幼参的死亡率与Mn7+的浓度呈极显著正相关(P 0.01),Mn7+浓度高于0.5 mg/L时即对幼参表现出明显的急性毒性作用,其安全浓度(SC)为0.31 mg/L,Mn7+对幼参的急性毒性作用强于Mn2+。随着水体中Mn2+与Mn7+浓度的增加,幼参体内Mn元素含量和累积速率均逐渐升高,但富集系数变化存在较大差异。Mn7+在幼参体内的富集作用强于Mn2+。     

攀枝花地区不同种样品锰形态差异探究

采用Tessier法与Wenzel法研究攀枝花地区不同种样品中重金属锰(Mn)的含量及形态分布差异,分析不同样品Mn的生物有效性及两种方法各形态Mn含量的相关性。结果表明,Mn全量顺序为公路灰尘钒钛磁铁矿矿石钒钛磁铁矿尾矿水稻土紫色土。两种方法测得样品中Mn均以残渣态为主;残渣态Mn含量占全量百分比顺序为供试矿物样品灰尘样品土壤样品。结合各形态Mn迁移性及生物可给性分析样品中锰的生物有效性顺序为:供试紫色土水稻土道路灰尘钒钛磁铁矿矿石钒钛磁铁矿尾矿。     

锰和亚铁喷施对石门早硕板栗光合特性的影响

以3a生石门早硕板栗为试材,研究叶面分别喷施w=0.3%的硫酸锰和硫酸亚铁溶液对其叶光合特性的影响。结果表明,喷施硫酸锰和硫酸亚铁2种溶液均明显提高了板栗幼树叶片的叶绿素含量﹑净光合速率和水分利用率等光合指标,硫酸亚铁处理幼树叶片的气孔导度和蒸腾速率也显著高于对照。分析各光合指标的日变化发现,板栗幼树叶片的净光合速率呈抛物线状,13:00时达到高峰值;对照幼树叶片的气孔导度及蒸腾速率值呈"M"型,而2种溶液处理均呈抛物线状。上述结果表明板栗幼树叶面喷施锰和亚铁溶液有助于增强其光合能力。     

两种铁基材料对污染农田土壤砷、铅、镉的钝化修复

制备得到了铁钙（FeCa）和铁锰（FMBO）两种铁基材料,用于钝化修复As、Pb和Cd污染土壤.研究采集了来自绍兴上虞（SY）、广东佛山（FS）、广东韶关（SG）、湖南浏阳（LY）、江西赣州（GZ）、贵州独山（DS）和安徽马鞍山（MAS）的7种重金属污染水稻土（潮泥土）,通过土壤培养试验,研究铁钙材料（FeCa）和铁锰材料（FMBO）对各类土壤溶液中As、Pb和Cd浓度动态变化的影响,对土壤中有效态As、Pb和Cd钝化效果的影响,以及在不同种类土壤中有效态As、Pb和Cd钝化效果差异及影响因素.结果表明,培养过程中,铁基材料处理下土壤溶液中As、Pb和Cd浓度均低于对照处理.研究发现,两铁基材料均能对土壤中As、Pb和Cd起到较好的钝化作用,相同添加量下,铁钙材料对土壤As的钝化效率优于铁锰材料,而材料之间对土壤Pb和Cd钝化效率无显著差异.铁钙材料处理下各种土壤As钝化效果表现为GZ > SG > DS和MAS,土壤铅钝化效果表现为FS>SY、LY和SG>MAS,土壤镉钝化效果表现为SY、GZ和DS>MAS;铁锰材料处理下各种土壤As钝化效果表现为SY、LY和GZ > DS > FS,土壤Pb钝化效果表现为FS > GZ > SY,土壤Cd钝化效果表现为DS > LY > MAS.各种土壤As钝化效率在两铁基材料处理下均与土壤黏土含量呈显著负相关,各种土壤Pb钝化效率在两铁基材料处理下均与土壤pH呈显著正相关,各种土壤Cd钝化效率在铁钙材料处理下与土壤黏土含量显著负相关.总体来看,两铁基材料均适用于各不同种类As、Pb和Cd污染土壤的治理.     

洱海沉积物有机质、铁、锰对磷的赋存特征和释放影响

利用SMT磷连续提取分级方法研究了洱海表层沉积物中磷的赋存特征,探讨有机质(OM),Fe和Mn对磷赋存形态及释放的影响,同时评估了洱海沉积物磷的释放风险. 结果表明:洱海表层沉积物w(TP)为710.3～1 961.2 mg/kg,其中w(Ca-P)最高(占36.9%～59.2%),w(OP)次之(占24.6%～36.9%),w(Fe/Al-P)最低(占9.8%～20.7%);w(OM)为25.0～119.6 mg/g,与w(TP)和w(Ca-P)呈显著负相关;w(总锰)为0.8～3.8 mg/g,w(总铁)为34.3～127.2 mg/g,均与w(TP)及其各形态磷含量呈显著正相关. 沉积物中w(Fe/Al-P)/w(Ca-P)比低于0.5,且w(总铁)/w(TP)远大于20,表明磷释放强度小,但w(TOC)/w(OP)<200,说明有机磷的潜在释放风险较大. w(TP)及其各形态磷含量均与无定形铁氧化物(Feo-Fep)含量呈显著正相关,而与结晶态铁氧化物(Fed-Feo)含量的相关性不显著,且全湖沉积物中的铁氧化物以Feo-Fep为主,表明洱海沉积物磷释放主要受Feo-Fep控制.      

白腐真菌发酵中胞外蛋白酶对MnP的产生及其稳定性的影响

在摇瓶试验中通过投加4种对应不同蛋白酶的抑制剂,研究了白腐真菌 Phanerochaete chrysosporium 固定化发酵过程中所产的胞外蛋白酶对其MnP的产生以及稳定性的影响.在培养1d后投加 Pepstatin A 可使MnP峰值提高且提前1d出现,而投加PMSF、EDTA后MnP峰值出现时间不变但峰值皆下降;培养4d后投加 PMSF 和Pepstatin A可使MnP酶活提高且稳定性增强;培养过程中投加 HgCl2 均会抑制菌体生长,使 MnP酶活水平较低.在培养1d后直接补人初级蛋白酶浓缩液.MnP 峰值酶活稍有提高.且第3d补入初级蛋白酶浓缩液会使MnP提前1d出现.在离体条件下,EDTA 和 HgCl2均可抑制MnP酶活;初级蛋白酶和次级蛋白酶均会导致MnP不稳定,但投加 PMSF 和 Pepstatin A 后,MnP稳定性增强.以上结果表明,在培养过程中初级蛋白酶部分组分对MnP的产生过程具有促进作用;初级蛋白酶和次级蛋白酶会导致离体MnP迅速失活,且证实其中2种组分--丝氨酸蛋白酶和天冬氨酸蛋白酶--可导致离体MnP不稳定.     

Effects of glucose on the decolorization of Reactive Black 5 by yeast isolates

The cometabolic roles of glucose were investigated in decolorization of an azo dye, Reactive Black 5, by yeast isolates, Debaryomyces polymorphus and Candida tropicalis. The results indicated that the dye degradation by the two yeasts was highly associated with the yeast growth process and glucose presence in the medium. Color removal of 200 mg dye/L was increased from 76.4% to 92.7% within 60 h to 100% within 18-24 h with the increase of glucose from 5 to 10 g/L, although the activity of manganese dependent peroxidase （MnP） decreased by 2-8 times in this case. Hydrogen peroxide of 233.3 μg/L was detected in 6 h in D. polymorphus culture. The cometabolic functions of glucose and hydrogen peroxide could be also confirmed by the further color removals of 95.8% or 78,9% in the second cycle of decolorization tests in which 7 g glucose/L or 250 μg H202/L was superadded respectively together with 200 mg dye/L.