锰细菌氧化锰的影响因素研究

研究了锰细菌Arthrobacter sp. MN1405的生长、氧化曲线及影响其氧化锰的各种理化因素.结果表明:接种量、装液量、温度、pH、Mn2+质量浓度、Fe2+质量浓度、摇床转速等因素对锰氧化率有不同程度的影响.在培养基装液量为250mL的三角瓶装80mL,初始Mn2+质量浓度65mg/L,温度25℃,pH6.8,接种量6%,120r/min的条件下培养6d后,锰的总氧化率可达80%以上.     

铁锰氧化菌的筛选及其生物学特性研究

利用选择性培养基对所得样品进行平板初筛和摇瓶复筛,进一步研究所得菌株生物学特性及生长曲线和氧化曲线,设置不同的pH梯度和温度梯度考察对菌种生长的影响.成功地从12个样品中分离得到2株高效铁锰氧化细菌,在含铁离子和锰离子分别为160 mg/L和65 mg/L的培养液中,对Fe2+去除率接近100%,对Mn2+去除率达85%以上,表明2株菌均为革兰氏阴性菌.铁的去除时间与菌体对数生长期相对应,而锰的去除稍迟,表明25～28 ℃,pH6.8～7.5为菌体最佳生长条件.     

我国几种亚热带上壤铁锰胶膜的微形貌和元素分布特征

应用电子探针(EPMA)和偏光显微观察等技术,研究了我国亚热带黄褐土、黄棕壤和红壤铁锰胶膜的微形貌特征和胶膜线剖面(从胶膜到基质的垂直断面)的元素分布特点．结果表明：铁锰胶膜为黑色和红褐色相间、厚度约为1 mm以内的膜状物,其结构致密,与基质的界限较清晰．MnO_2,Fe_2O_3,SiO_2,CaO等组分在胶膜线剖面上波动分布；胶膜中MnO_2,Fe_2O_3和CaO等含量比基质的高,SiO_2的含量相反；胶膜中元素含量的变化范围比基质的大,其中MnO_2的差别尤为显著．由外向内,黄褐土和黄棕壤的铁锰胶膜出现富锰条带区、富铁锰条带区和富铁条带区,它们在胶膜表面呈现黑色锰氧化物和红色铁氧化物的复合淀积层；红壤胶膜由外向内为富铁锰条带区和富铁条带区,富锰条带区不明显,微形貌特征为明显的黑红相间带状铁锰交互淀积层．从南到北,3种土壤铁锰胶膜中的富锰条带区逐渐明显,这源于气候等成土因素的差异,也表明铁锰胶膜形成时土壤环境的变迁．由铁锰胶膜的微形貌特征和元素分布特点认为,胶膜的生长起源于渍水的环境,它的发育是在土壤长时期整体偏干或偏湿的氧化还原交替变化过程中进行的．     

地下水除铁除锰机理与技术的变革

除铁除锰滤层中Mn2 的氧化是生物化学氧化,培养成熟的生物滤层中存在大量的铁、锰氧化细菌,它们对于铁、锰的去除起到了重要作用.以铁、锰氧化细菌为核心的生态系统的平衡和稳定对于滤层的除锰活性至关重要.通过简单的一级曝气、一级过滤可以同时深度地去除Fe2 ,Mn2 .以此理论指导的除铁除锰水厂取得了预想的成果.出厂水水质稳定,总铁为痕量,锰质量浓度小于0.05 mg/L.     

嗜酸性氧化亚铁硫杆菌对市政污泥脱水性能的影响

嗜酸性氧化亚铁硫杆菌具有氧化亚铁离子及产酸的特性,可改变污泥颗粒表面电化学性质,从而改善污泥的脱水性能.本文研究了一株嗜酸性氧化亚铁硫杆菌生物酸化铁氧化效果,从pH、Fe(Ⅱ)含量及污泥比阻等方面探究其改善污泥脱水性的可行性及效果,并探究菌群不同接种量对污泥脱水效果的影响.实验结果表明,Fe2+可通过促进嗜酸性氧化亚铁硫杆菌进行生物酸化铁氧化生化过程,最终反应体系pH降为2.6左右,Fe2+含量基本为0,比阻降为0.57×1012m·kg-1,从而使污泥更易脱水.不同接种量会影响污泥的脱水性能.接种量越大,菌体氧化Fe(Ⅱ)能力越强且时间也越短,平衡时pH越低;当接种量大于50%时,最终pH可降至2.8;污泥的脱水性能得到明显改善.     

铁锰胁迫对胭脂草部分逆境生理指标的影响

采用溶液培养法研究了Fe2+、Mn2+胁迫对胭脂草的生长和生理特性的影响.结果表明:胭脂草在Fe2+、Mn2+污染环境中,易受Fe2+毒害,而对Mn2+具有高抗性.Fe2+毒害临界浓度为0.5 mmol.L-1,毒害耐受浓度≤1.25 mmol.L-1;Mn2+毒害临界浓度为4 mmol.L-1,毒害耐受浓度≤8 mmol.L-1.实验结果为景观植物胭脂草用于城市生态环境铁锰污染的植物修复提供依据.     

我国几种亚热带土壤铁锰胶膜的微形貌和元素分布特征

应用电子探针（EPMA）和偏光显微观察等技术，研究了我国亚热带黄褐土、黄棕壤和红壤铁锰胶膜的微形貌特征和胶膜线剖面（从胶膜到基质的垂直断面）的元素分布特点. 结果表明：铁锰胶膜为黑色和红褐色相间、厚度约为1mm以内的膜状物， 其结构致密，与基质的界限较清晰. MnO₂，Fe₂O₃，SiO₂，CaO等组分在胶膜线剖面上波动分布；胶膜中MnO₂，Fe₂O₃ 和CaO 等含量比基质的高，SiO₂ 的含量相反；胶膜中元素含量的变化范围比基质的大，其中MnO2的差别尤为显著. 由外向内，黄褐土和黄棕壤的铁锰胶膜出现富锰条带区、富铁锰条带区和富铁条带区，它们在胶膜表面呈现黑色锰氧化物和红色铁氧化物的复合淀积层；红壤胶膜由外向内为富铁锰条带区和富铁条带区，富锰条带区不明显，微形貌特征为明显的黑红相间带状铁锰交互淀积层. 从南到北，3种土壤铁锰胶膜中的富锰条带区逐渐明显，这源于气候等成土因素的差异，也表明铁锰胶膜形成时土壤环境的变迁. 由铁锰胶膜的微形貌特征和元素分布特点认为，胶膜的生长起源于渍水的环境，它的发育是在土壤长时期整体偏干或偏湿的氧化还原交替变化过程中进行的.     

不同淋溶方式下石英砂柱中铁锰的运移淀积特征

以石英砂为装柱材料,用不同浓度的铁锰单一或混合溶液淋溶石英砂柱40次,研究淋溶液的pH（pH5,pH3．5）,铁锰物质的量比（1：1,2：1,4：1）和淋溶方式（铁锰同时淋溶或交替淋溶）等因素对石英砂柱中铁锰淀积和运移的影响。结果表明：i）不同淋溶方式的处理间铁锰形态分布存在显著差异。随淋溶次数的增加,铁锰同时淋溶的砂柱内,各形态的铁锰淀积量逐渐增加,而铁锰交替淋溶砂柱内的铁锰含量随淋溶阶段而变化;2）相同淋溶方式,不同铁锰物质的量比处理的砂柱间铁锰淀积量差异显著,淋溶液锰浓度高的处理其游离锰、非晶锰的淀积量较大;3）相同铁锰物质的量比,铁锰同时淋溶处理的游离铁锰和非晶质铁的淀积量高于相应交替淋溶的,而非晶质锰的反之;4）pH3．5淋溶处理的砂柱中,铁锰淀积量总体高于pH5的,以下层（25cm）的含量最高,铁锰具有向下运移的规律,但在pH5淋溶处理的砂柱中该现象不明显;5）石英砂表面淀积的游离和非晶质铁锰随着淋溶的进行总体呈现增加的趋势,前期淀积的游离铁锰对后阶段游离铁锰的形成有促进作用,游离铁与非晶质铁的淀积量呈正相关。     

Fenton试剂对含锰矿井废水处理实验

为了解决矿井水中锰去除难度较大的问题,使用Fenton试剂对含锰矿井水进行处理。考察了H2O2:Fe2+、反应温度、H2O2的投加量、pH、反应时间对Fenton试剂氧化除锰的影响,并讨论了Fenton试剂高级氧化除锰的机理。研究结果表明:Fenton试剂对含锰矿井水的处理效果很好,原水中Mn2+的初始浓度为2 mg/L,当H2O2:Fe2+摩尔比为3:1,反应温度为25°C,H2O2的投加量为8 mmol/L,pH值为5,反应时间为10 min的时候,Mn2+的去除效率可以达到84%。Fenton试剂生成的具有强氧化性的.OH能有效处理矿井水中的Mn2+。     

酸性矿山废水中铁锰氧化反应实验研究

酸性矿山废水（AMD）的水质特点为pH低，酸度大，同时含有大量的可溶性金属离子，如铁、锰等．本文对AMD中铁、锰氧化反应的影响因素进行了研究．实验结果揭示：初始pH高有利于铁的氧化水解反应；随着pH的升高，铁的氧化反应由微生物催化氧化转化为非生物催化反应；锰的氧化物在有Fe^2＋存在时不稳定，对Fe^2＋的氧化有促进作用．     

纯培养铁还原菌去除高岭土中铁的研究

利用异养铁还原菌对含Fe2O3的高岭土进行除铁研究,考察了时间、碳源及其投加量、pH值、微生物接种量、温度6个因素对高岭土除铁的影响.研究结果表明,在厌氧条件下,每g高岭土蔗糖加入量为0.04 g、菌液加入量为0.5 mL、pH6.0、温度为30 ℃条件下,铁还原菌除铁效果最好,培养16 d后,矿浆质量浓度为100 g·L-1高岭土中的Fe2O3含量由原来的0.59%降低至0.52%,自然白度由原来的75提高为80.     

锰、铁胁迫对商陆和高羊茅可溶性蛋白的影响

以锰超积累植物商陆(Phytolacca acinosa Roxb.)和景观绿化植物高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)为研究对象,采用溶液培养和可溶性蛋白电泳(SDS-PAGE)的实验方法,检测经Fe2+、Mn2+胁迫后两种植物叶片可溶性蛋白的变化.结果表明,高质量浓度Mn2+ (≥700mg· L-1)胁迫促进商陆叶片可溶性蛋白的合成,特别是诱导分子质量＜ 26.60 ku的小分子蛋白大量表达；但Mn2+处理却抑制了高羊茅叶片可溶性蛋白合成.另外,Fe2+胁迫下商陆和高羊茅叶片可溶性蛋白含量逐渐降低,特别是分子质量位于21.50～39.20 ku之间的蛋白受到明显的抑制作用.总之,Mn2+胁迫下商陆叶片小分子蛋白大量表达可能是商陆对Mn2+胁迫具高耐受性原因之一.     

锰胁迫下商陆生理响应的FTIR分析

以新发现的锰耐性植物商陆为实验材料,研究在不同Mn2+浓度下(0.005,02,0.5,1 0,2.0,5 0和10.0 mmol/L)商陆不同组织器官的傅里叶红外光谱(FTIR)图谱变化.研究结果表明:茎组织在3 420和2 926 cm-1处峰高先上升后下降,反映糖类和氨基酸等有机物在低Mn2+条件下往往作为渗透性调节物质出现,其含量升高;但随着Mn2+浓度的升高,其合成和运输受限,有机物含量逐渐下降;根组织在2 926 cm-1处峰先减弱后增强,说明商陆分泌的有机酸不断螯合Mn2+,造成羧酸O-H减少;随着Mn2+浓度的升高,其羧酸螯合力变弱;叶组织在1640 cm-1处的显著吸收峰可能与商陆叶中氨基酸、多肽和蛋白质类物质含量升高有关,或与根部输送的羧酸盐过多有关,且与根部此处峰值的下降趋势相吻合;商陆根、茎、叶在1 060 cm-1处和最高浓度下峰值的变化主要表现在膜脂过氧化,这可能与商陆的锰耐性有关.     

亚铁离子对厌氧氨氧化反应器脱氮性能的影响

研究通过投加厌氧氨氧化污泥,待反应器稳定运行后考察不同浓度Fe2+对厌氧氨氧化污泥活性的影响.实验结果表明:经过210 d的连续培养,发现Fe2+可以促进厌氧氨氧化菌的细胞合成并且增加其基质代谢,当溶液中Fe2+浓度为0.085 mmol/L(4.76 mg/L)时,氨氮转化率维持在90%以上;添加Fe2+可以增加厌氧氨氧化菌亚铁血红素含量.此时样品中亚铁血红素C含量达到0.143μmol/mg,是同期对照反应器的2.04倍.通过SEM电镜发现当Fe2+浓度为0.085 mmol/L时,厌氧氨氧化菌群结构与形态趋于稳定.     

废水中十六烷基三甲基溴化铵的Fenton氧化降解

研究了废水中阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的Fenton氧化降解.考察了H2O2及Fe2+的浓度、pH值和反应时间对去除效果的影响.优化后的降解反应的条件是:pH为3.0,H2O2与CTAB浓度质量比为1:2.3,Fe2+质量浓度为20.0 mg·L-1.当CTAB初始质量浓度为20.0 mg·L-1时,在最佳反应条件下,CTAB的去除率可在30 min达到90%以上,H2O2浓度的增大有助于提高TOC的去除率.降解产物中检出CHOOH和CO2等.实验结果表明Fenton氧化降解法可以快速有效除去废水中的季铵盐阳离子表面活性剂.     

锰、铁胁迫对商陆和高羊茅可溶性蛋白的影响

以锰超积累植物商陆(Phytolacca acinosa Roxb.)和景观绿化植物高羊茅(Festuca arundinaceaSchreb.)为研究对象,采用溶液培养和可溶性蛋白电泳(SDS-PAGE)的实验方法,检测经Fe2+、Mn2+胁迫后两种植物叶片可溶性蛋白的变化.结果表明,高质量浓度Mn2+(≥700 mg·L-1)胁迫促进商陆叶片可溶性蛋白的合成,特别是诱导分子质量<26.60 ku的小分子蛋白大量表达;但Mn2+处理却抑制了高羊茅叶片可溶性蛋白合成.另外,Fe2+胁迫下商陆和高羊茅叶片可溶性蛋白含量逐渐降低,特别是分子质量位于21.50～39.20 ku之间的蛋白受到明显的抑制作用.总之,Mn2+胁迫下商陆叶片小分子蛋白大量表达可能是商陆对Mn2+胁迫具高耐受性原因之一.     

Fenton试剂-石英砂工艺处理高浓度铁锰地下水

针对高浓度铁锰地下水处理成本高且处理难度大问题,本试验采用研究了铁锰离子的去除效率与机理。结果表明：加入H2O2对铁锰的去除率明显提高,各因素最佳时铁去除率达到96%,锰的去除率达到83%。利用H2O2加入到高浓度铁锰地下水中巧妙的利用地下水中Fe2＋与H2O2形成Fenton试剂它产生的羟基自由基.OH氧化能力仅次于F-的强氧化物质,它可以把地下水中Mn2＋优先氧化成MnO2同时Fe2＋与H2O2反应生成Fe2O3可以被石英砂过滤去除,并且去除率很高。     

高锰酸盐预氧化强化去除藕池河原水中稳定性铁锰

采用高锰酸盐（PPC）预氧化处理强化去除洞庭湖藕池河地表水中稳定性铁锰．试验结果表明,高锰酸盐对藕池河地表水中稳定性铁锰去除效果好,但去除效果受到预氧化时间、pH值、水中本底物质浓度影响．预氧化时间30rain时,在原水锰含量低于0．71mg／L时,对锰的去除率可接近ioo％;预氧化时间为60min时,在原水铁含量低于0．6Zmg／L时,对铁的去除率可接近100％．当原水为酸性和碱性环境条件时,预氧化对铁锰的去除率较高,在中性条件下去除率则相对较低．     

过渡金属离子液相催化氧化低浓度烟气脱硫

对Mn2+,Fe2+,Zn2+3种过渡金属离子液相催化氧化低浓度烟气脱硫的效果进行了对比,并对Mn2+液相催化氧化烟气脱硫的相关工艺参数进行了优化;运用溶液化学原理,对SO2及Mn2+在溶液中的组分进行了计算,研究了Mn2+液相催化氧化烟气脱硫的机理.研究结果表明:Mn2+,Fe2+和Zn2+3种过渡金属离子对烟气脱硫都有催化作用,Mn2+的催化效果最佳;在烟气中,当SO2体积分数为1.4%,O2体积分数为10%,烟气流量为140L/h,吸收液体积为200mL,温度为24℃,吸收液pH为5～6及吸收液中Mn2+浓度为0.15mol/L时,经过一段吸收反应,SO2转化率大于80%,烟气脱硫率大于75%;当吸收液pH=5～6时,锰主要以Mn2+形式存在,SO2主要以HSO-3的形成存在;其催化反应的机理为:Mn2+与HSO-3反应形成络合物,成为反应链的引发剂来诱发氧化反应.     

活性氧化锌生产中脱除铁锰杂质工艺研究

研究了在利用废甲醇催化剂生产活性氧化锌过程中,过硫酸铵脱除硫酸锌溶液中铁锰杂质的方法,其实验结果表明,适宜的工艺条件为溶液pH=7,反应温度为85～90℃,氧化时间2 h,硫酸锌溶液的浓度1.5 mol/L;与高锰酸钾氧化法比较,本工艺具有容易操作,铁锰杂质脱除率高的优点,在上述工艺条件下,活性氧化锌产品中铁锰杂质的含量分别低于0.000 3%和0.000 5%.图3,表1,参8.