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治疗系统中的氧化锰可以混合祝福

扫描电子显微照片氧化锰氧化真菌(Fusarium sp.)从治疗系统中分离。由这些生物产生的锰氧化物可能在环境修复系统中有用。图片由NC州立大学的Terrence Gardner提供。

在“坏消息,好消息”情景中,北卡罗来纳州立大学的研究人员发现,在水处理网站中生长的一些黑污泥可能具有救赎的益处。

黑色污泥涂层水泵组件在罗利的超级朋格。Generally, the presence of such material gums up the water-treatment site’s primary task of cleaning fouled water, says Owen Duckworth, an NC State associate professor of soil science and the corresponding author of a paper describing a study on the black sludge and its characteristics. Black sludge at a water-treatment site is mostly something to be avoided rather than encouraged, he said.

但随着研究人员使用强大的微观和X射线技术密切检查污泥,它们发现它含有锰氧化物。

“氧化锰具有低毒性,并且具有技术利益,因为它们吸收金属并引起咀嚼有机物质的化学反应,”Duckworth说。“所以他们在水处理等东西中使用以使微污染物脱离水。”

水处理位点的氧化锰很小但具有大的金属亲和力。它们比人类头发的宽度小的数千次,并且形状像中间有孔的餐盘一样。

“例如,金属如锌,铜和铅,将坐在板的孔中或粘在边缘中,”Duckworth说。“而且,天然存在的锰氧化物的孔比在实验室设置中生长的孔,使它们更有效地吸入金属。”

在他们的测试期间,研究人员发现,锰被真菌催化剂氧化。

“与氧化在空气中氧化时,锰需要氧化催化剂,”Duckworth表示。“在这种情况下,我们发现了真菌催化剂的证据。”

此外,研究人员发现,水处理植物中的锰氧化物似乎自然生长,类似于科学家在实验室环境中生长以测试氧化物在环境修复中的效用。

“对这种水处理位点的锰氧化物如锰氧化物的自然发生的零件有很大的兴趣可以用于有用的功能,”Duckworth说。“本质上讲,我们将使用本网站的果实来帮助清理其他网站,因为我们永远不会耗尽金属污染的地方。”

然而,在尝试在修复努力中使用真菌锰氧化物之前,Duckworth表示他将继续追踪黑色污泥在不同的条件下如何发展,如何与不同的金属结合,以及它如何与有机物质反应。

该研究得到了国家科学基金会环境化学科学计划(奖励Che-1407180)和美国能源部,科学办公室,合同号DE-AC02-76SF00515的基本能源科学厅。NC州和明尼苏达大学的研究人员共同撰写了这篇论文,该论文环境科学:过程与影响

- Kulikowski -

笔记:纸上的摘要跟随。

“超级硅酸盐氧化物中的生物锰氧化物的形态,结构和金属结合机制”

作者:O.W.Duckworth,N.A. Rivera,T.G.加德纳,M.Y.安德鲁斯和M.L.北卡罗来纳州立大学罗泽拉托;厘米。明尼苏达大学Santelli

发表:2016年12月1日在线环境科学:过程与影响

迪伊:10.1039 / C6EM00525J

抽象的:可以在原始和污染的环境中进行生物制备的锰氧化物对许多痕量金属具有很大的亲和力。在该研究中,从泵的组分收集水和Mn氧化物生物膜样品,并在超级优惠网站上处理修复系统。为了更好地理解导致其形成的因素及其对潜在有毒金属命运的影响,我们进行了这些生物膜样品的化学,显微镜和光谱表征。扫描电子显微镜显示含有与生物结构密切相关的Mn氧化物的存在与真菌一致的形态。X射线吸收光谱(XAs)和X射线衍射(XRD)显示氧化物是层和隧道结构Mn(IV)氧化物的混合物。此外,XAS表明BA,CO和Zn均主要以类似于合成或实验室种植的菌氧化物的方式与生物膜中的氧化物结合。结果表明,系统中的生物体产生的Mn氧化物可以有效地清除金属,从而突出这些生物体在设计的修复系统中的潜在效用。

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