生物锰氧化物对4种重金属的吸附特性研究*

易春龙 叶欣 李泰来 肖乃东

(1.大理大学 云南大理 671000； 2.中工武大设计研究有限公司 武汉 430223；3.华中农业大学资源与环境学院生态与环境工程研究室 武汉 430070)

0 引言

锰氧化物是高反应性矿物相，在元素的生物地球化学循环中起着重要作用，它们强烈参与各种重金属的氧化还原和吸附反应。与非生物锰的氧化相比，微生物可使锰的氧化过程加速多达105倍[1-2]。在缺乏微生物的情况下，天然水生系统中锰的氧化尽管在热学上是有利的，但通常以非常缓慢的速度进行。因此，大多数自然环境中的锰氧化物被认为直接来源于生物氧化过程或生物锰氧化物随后的改变。通常认为生物锰氧化物是结晶度较差、无定形的纳米颗粒。恶臭假单胞菌MnB1产生的锰氧化物是具有六边形对称结构的结晶性较弱的水钠锰矿，每个生物锰氧化物平均仅包含3个堆叠的薄片，并且在水平区域内延伸约8～9 nm，使其成为真正意义上的纳米颗粒[3]。

生物锰氧化物因其在重金属的生物地球化学循环中发挥重要作用及被用于有毒重金属污染水体环境的生物修复的潜在用途而备受关注。VILLALOBOS M等[4-5]的研究结果表明，Pb在锰氧化物上的驻留方式可分为2种，一种驻留在微晶的中间层区域，另一种驻留在其外表面。Zn在低浓度负荷下与结构O原子形成四面体配位形态吸附到生物锰氧化物上，在高浓度负荷下则以八面体配位形态被吸附[6]。这些研究结果表明，生物锰氧化物对重金属具有独特的吸附特性。……