线性和非线性方法估计单宁酸共存下形成的无定形铝氧化物上菲的吸附等温线参数比较

采用批实验研究了菲在单宁酸干扰下形成的不同晶形铝氧化物上的吸附现象,并用不同的吸附等温线方程对吸附平衡数据进行了拟合,重点比较了线性和非线性回归方法估计吸附等温线参数的差异。结果表明:菲在各种晶形的铝氧化物上都有明显的吸附,但并不是完全随着单宁酸含量和结晶度的变化而规律性变化。吸附平衡数据以Langmuir、Redlich-Peterson和Dubinin-Radushkevich吸附等温方程,用不同的回归方法估计的等温线参数值均有显著性差异。线性回归得到的参数有不确定性,表明用线性回归来判断吸附等温线能否对吸附平衡数据进行最优拟合是不可靠的。相反,非线性回归能较好地确定菲在不同晶形铝氧化物上的最佳吸附等温线及相应参数。采用R2和χ2共同检验发现,菲在4种不同结晶度(单宁酸与铝的摩尔比(MR)=0,10-3,10-2,10-1)铝氧化物上的最佳吸附等温线方程并不尽相同,分别为Freundlich,Freundlich,Dubinin-Radushkevich和Freundlich,反映了各种晶形的铝氧化物的表面异质性。修正的Freundlich方程比较不同晶形铝氧化物对菲的相对吸附容量顺序为:MR=10-3MR=10-2MR=0MR=10-1。由此,认为菲在无定形铝氧化物上的吸附是熵驱动的结果。     

羟甲基交联碱木质素锰肥的锰离子缓释动力学研究

为改善中国北方土壤缺锰的问题,该文以麦草碱木质素为原料制备了羟甲基碱木质素（HMAL）;以物理混合的方式添加硫酸锰,以甲醛、尿素作为交联剂使HMAL发生缩合交联制备了羟甲基交联碱木质素锰肥（CHMAL-Mn）。CHMAL-Mn肥产率为93.7%,CHMAL-Mn肥的锰离子的饱和负载量为48 mg/g;其红外光谱表明甲醛成功交联羟甲基碱木质。以7种常见动力学和概率分布的数学模型对CHMAL-Mn肥的锰离子累积释放率的动力学试验数据的进行拟合,以R2、均方误差(e)、精确因子(Af)和偏差因子(Bf)的算数平均值比较模型拟合有效性。结果表明：对CHMAL-Mn肥的锰离子累积释放率的动力学试验数据拟合性最好的模型是Ritger-Peppa模型,其R2、e、Af和Bf的平均值分别为0.9443、0.0083、0.0223和0.0003。当CHMAL-Mn肥的锰负载量为12 mg/g时,拟合模型的缓释指数n<0.45,锰离子缓释行为以Fick扩散为主。当CHMAL-Mn肥的锰负载量大于24 mg/g时,拟合模型的缓释指数0.45≤n≤0.89,缓释机理为非Fick扩散与骨架溶蚀协同作用。当CHMAL-Mn肥的锰负载量达到饱和值48 mg/g时,拟合模型的缓释指数n为0.811,该模型预测CHMAL-Mn肥对锰离子累积缓释率的极大值为79.28%,预测缓释时间为95.92 h;模型拟合准确率为96.57%。该研究为可大幅提高碱木质对肥料锰肥的负载量,为碱木质素的综合利用和促进碱木质素在现代农业可降解缓/控释载体领域的应用提供了参考。     

商陆(Phytolacca acinosa Roxb.)的锰耐性和超积累

超积累植物的确证对成功实施重金属污染环境植物修复是必不可少的。通过野外调查和营养液培养试验 ,研究超积累植物商陆 (PhytolaccaacinosaRoxb )的锰富集特性 ,结果表明 ,商陆对生长介质中的Mn具有很强的耐性和累积能力。商陆在锰含量高达 114× 10 3 mgkg-1的尾矿废弃地上依然生长良好 ,叶锰含量最高达 19 3× 10 3 mgkg-1。温室培养条件下 ,当生长介质中Mn浓度为 8 0 0 0mmolL-1时 ,虽然其生物量与对照相比有所降低 ,但植株仍能生长。随着生长介质中Mn浓度的升高 ,商陆叶和茎的Mn含量逐渐增加 ,生物富集系数则逐渐降低 ,但是地上部分锰积累量则先增加后减少。当Mn浓度为 5 0 0 0mmolL-1时 ,商陆地上部分锰积累量达到最大值 2 5 8 2mgplant-1;当Mn浓度为 12 0 0 0mmolL-1时 ,商陆仍能完成整个生命周期 ,叶锰含量达到最大值 36 4× 10 3 mgkg-1,生物富集系数为 5 5。不同锰供应水平下 ,商陆吸收的锰有87%～ 95 %被转移到地上部分。这进一步验证商陆的锰超积累特性 ,为利用超积累植物对大面积污染土壤实施植物修复提供了有力证据 ,对锰污染土壤和水体实施植物修复具有很大的应用前景     

不同氧化度六方水钠锰矿的结构研究

通过反复试验法(trial-and-error)粉末X射线衍射(XRD)结构模拟和X射线吸收光谱(XAS)研究了不同锰平均氧化度(manganese average oxidation state,Mn AOS)六方水钠锰矿的结构变化特点.合成的系列六方水钠锰矿中(样品HB1到HB6),Mn AOS由3.92减小为3.67,晶胞参数b由2.838 (A)增加至2.848 (A).在a-b平面上的紧密堆叠尺寸(CSD)由12.0 nm减小至7.0 nm,沿c轴堆叠的锰氧八面体层数约为10.6～13.4层.随着Mn AOS逐渐降低,样品中八面体空位含量由18％减小至8％.Mn AOS与空位含量呈极显著正相关,它们与晶胞参数b呈负相关.X射线吸收近边结构光谱(XANES)线性拟合表明,样品中Mn主要以+4价存在,随着空位含量的减少,低价锰(Mn2+/3+)含量逐渐增多.扩展X射线吸收精细结构光谱(EXAFS)全多重散射模型拟合分析表明,不同氧化度六方水钠锰矿样品的晶体结构和Mn局域配位环境基本相同.由于空位含量和颗粒尺寸减小,从HB1到HB6的表观锰位点占有率(focc)由0.74减小至0.66.随着Mn AOS逐渐降低,Mn-Mn(O)配位壳平均键长增加.     

酸和氧化还原剂对二氧化锰溶解度的影响

由于土壤中锰的有效性随pH和Eh的变化而变化,利用土壤测试方法得到的锰素营养丰缺指标,通常难以代表田间锰素营养的实际状况.然而,在应用土壤pH和氧化锰溶解度的关系时,某些文献的不确切解释,引起一些误解.本实验研究了在浓HCl、HNO3和H2SO4及其稀溶液的不同浓度情况下对二氧化锰-水钠锰矿(MnO2)的溶解能力和机理,以及三种卤素还原剂(KCl、KBr和KI)在两种pH值条件下对MnO2的还原能力,从实验上和理论上进一步阐明了pH和Eh对MnO2溶解度的影响.实验结果表明,在浓HCl中,MnO2能被Cl-迅速还原而溶解.而在浓HNO3和H2SO4溶液中,MnO2不能被酸所直接溶解,只能被酸中的H2O缓慢还原,放置两年后反应仍未到达终点.在稀酸溶液中,当H+强度小于0.5 mol L-1(pH＞1.0)时,三种强酸对MnO2都无明显的溶解能力;当H+强度＞1.0 mol L-1时,HCl对MnO2的溶解能力显著地高于HNO3和H2SO4.三种卤盐溶液对MnO2的还原能力为KI＞KBr＞KCl,并随pH的降低和浓度的升高而增强.当pH＞3时,KCl对MnO2的还原能力极弱;而无论pH高低(pH3或pH5),KI在很低浓度(0.001 mol L-1)时都能有效地还原MnO2.上述结果说明,如果二氧化锰不被还原,仅改变pH则很难被溶解.然而,在较高pH条件下,如有强还原剂存在,也有相当量的MnO2被还原.低Eh和pH条件下最有利于MnO2的还原.     

化学强化洗脱修复硫化铜矿区周边农田污染土壤中的铅锰

研究了非离子型表面活性剂辛烷基苯酚聚氧乙烯醚(Triton X-100)、聚氧乙烯失水山梨糖醇单油酸酯(Tween-80)与螯合剂二乙三胺五醋酸(DTPA)强化洗脱污染土壤中的铅和锰。单一洗脱实验结果表明,当DTPA浓度为26.7 mmol L-1时,DTPA对污染区的供试土壤中铅的去除率达到52.49%,锰的去除率达到21.94%;而Triton X-100和Tween-80单独洗脱时对铅锰的洗脱效果不佳,洗脱率均小于3%。复配洗脱实验结果表明,DTPA的浓度较低时,Triton X-100和Tween-80对DTPA洗脱重金属铅的作用表现为协同增溶。当DTPA浓度为3.3 mmol L-1时,当Triton X-100与DTPA复配时,污染土壤中铅的去除率由2.68%增加到83.35%;当Tween-80与DTPA复配时,污染土壤中铅的去除率由2.68%增加到24.72%。但当DTPA的浓度为6.7mmolL-1时,加入Triton X-100或Tween-80抑制了DTPA对铅的洗脱,表现为拮抗作用。Triton X-100、Tween-80分别与DTPA复配实验结果表明,Triton X-100和Tween-80不适合与DTPA复配洗脱供试土样中的锰。     

黄孢原毛平革菌过氧化物酶的分离、纯化和酶学特性研究

从木质素降解菌Phanerochaete chrysosporium中纯化出两种木质素降解酶：木质素过氧化物酶（LiP）和锰依赖过氧化物酶（MnP）。经测定LiP和MnP的分子量分别为37kD和40kD,最适作用温度均是37屯;保温2h,LiP的半失活温度为40℃,MnP为45℃;LiP最适作用pH2．8,稳定pH2．2—5．2;MnP最适作用pH4．6,稳定pH4．0—7．0。Fe^2＋LiP和MnP均表现出促进作用,Na^＋、K^＋、Ca^2＋、Mg^2＋、Zn^2＋、Fe^3＋、Ag^＋、CO^2＋、NH4^＋对LiP有促进作用,对MnP则表现出抑制作用。与此相反,Mn^2＋对MnP酶活的高效促进作用,对LiP表现出了轻度的抑制作用,这也体现出了MnP对Mn^2＋的依赖性。Cu^2＋对LiP活性无影响,而对MnP有强烈的抑制作用。Fe^3＋两者活性的抑制都达到了90％。     

茶园土壤锰的形态分布及其影响因素

茶树是富锰植物,饮茶是人体摄取锰的重要途径之一。研究茶园土壤锰的形态分布及其影响因素,对正确评价茶园土壤锰的生物有效性,调控茶叶中锰的含量,保护人类健康具有重要意义。通过对浙江、江苏和安徽13个自然茶园土壤采样,采用连续提取法将茶园土壤锰分为水溶态、交换态、碳酸盐结合态、有机结合态及残渣态,探讨了茶园土壤锰的含量、形态分布规律及其与土壤理化性质的关系。结果表明,不同茶园土壤锰含量有一定差异,随土壤pH升高和粘粒含量的增加,土壤锰全量显著增加;不同茶园土壤锰的形态分布规律略有差别。但总的规律是残渣态》交换态〉水溶态〉有机结合态〉碳酸盐结合态;茶园土壤锰的累积量对锰的各形态含量有不同程度的影响．除了水溶态和有机结合态外,交换态、碳酸盐结合态和残渣态锰均随土壤锰全量的增加而显著增加,特别是残渣态锰含量增加最明显;土壤pH、粘粒含量和阳离子交换量对茶园土壤锰的形态分布有不同程度的影响,而土壤pH是影响茶园土壤锰形态分布的重要因素。     

地下水除锰技术方法研究

本文主要介绍了接触氧化法、试剂氧化法以及电化学法等方法去除水中锰离子的反应机理和效果,分析了3种方法在实际运行中的优缺点[1].进一步阐述了基于这几种方法的改进,并展望了未来发展方向.接触氧化法应着重分析生物、锰砂的作用机理,有针对性地优化生物菌种,改良滤料;试剂氧化则着重用于预处理,为达到更好的去除效果一般会与其它方...     

植物修复对锰尾渣污染土壤特性的影响

采用盆栽法研究栽培美洲商陆和大豆进行植物修复后,锰尾渣污染土壤特性的变化。栽培美洲商陆和大豆可增加土壤的碱解氮、速效磷、速效钾和有机质。栽培植物后,土壤pH值变化不显著,但土壤磷酸酶、尿酶、蛋白酶、蔗糖酶、硝酸还原酶和脱氢酶的活性都高于对照。栽培植物可影响土壤锰和镉的形态分布,降低土壤锰和镉总含量,减少土壤水溶性锰和镉含量。在锰尾渣污染区域,混种美洲商陆与大豆进行植物修复,改良土壤特性更佳。