微生物在锰地球化学循环中的作用和机理

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1、第24卷第7期重庆理工大学学报(自然科学)2010年7月Vo1．24No．7JournalofChongqingUniversityofTechnology(NaturalScience)Ju1．2010微生物在锰地球化学循环中的作用和机理王万能，王鹏，杨建发，金永忠，李思念，谢燮，何娜(1．重庆理工大学药学与生物工程学院，重庆，400050；2．重庆秀山县国土资源局，重庆409900)摘要：Mn(II)进入地表和水体后被氧化成种类繁多的锰矿物，锰还原反应将固态锰盐及锰的氧化物(MnO，≤2)中的Mn

2、“、Mn氧化态转变为还原态的Mn“。介绍了微生物参与的锰氧化反应和锰还原反应的过程，以及微生物在锰氧化还原反应过程中的作用、机理及应用。探讨了对锰的微生物氧化还原的自然现象和规律进行研究的重要意义。关键词：锰；微生物；化学循环中图分类号：X53文献标识码：A文章编号：1674—8425(2010)07—0037—04MechanismandApplicationofMicrobe·manganeseOxidationandDeoxidizationWANGWan—neng，WANGPeng，YANGJ

3、ian—fa，JINYong—zhong，LISi—nian，XIEXie，HENa(1．SchoolofPharmaceuticalandBiologicalEngineering，ChongqingUniversityofTechnology，Chongqing400050，China；2．LandandResourcesBureauofXiushanCountyZhongheTown，Chongqing409900，China)Abstract：Mn(II)isoxidizedtovarious

4、manganesemineralswhenitenterstheearth’Ssurfaceandwaters，andmanganesedeoxidizationtransfersoxidizationstateMn¨，Mninmanganesesaltsandmanganeseoxides(MnOx，≤2)intodeoxidizationstateMn“．Theprocessofmicrobe-manganeseoxidizationanddeoxidizationanditsrole，mecha

5、nismandapplicationareintroduced．Thesignificanceoftheresearchonthenaturalphenomenonandlawsofmicrobe—manganeseoxidizationanddeoxidiza—tioniSdiscussed．Keywords：manganese；microbe；chemical—circulation组成地壳的各种元素的化合态和分布地域都推动金属元素锰的循环。微生物促进锰循环的主在不断变化之中，通常，把这种变化称为

6、元素循要手段是氧化和还原，即推动锰在2价、3价或4环。元素循环与生命过程密切相关。生命活动不价之问的变化。仅促进了碳、氢、氧、氮等常量元素的循环，也促进自然界的锰(Mn)含量很丰富，在地壳中的含了许多金属元素的循环。本文介绍了微生物如何量居第10位。岩石风化产生的Mn(II)迁移性收稿日期：2009—12—09基金项目：重庆市国土资源局基金资助项目(200918)作者简介：王万能(1971一)，男，重庆人，博士，副教授，主要从事环境工程和微生物工程方面的研究。38重庆理工大学学报强，进入地表和水体环境

7、后被氧化成种类繁多的的。而在PseudomonasputidaMnB1氧化锰的过程锰矿物。另一方面，由微生物介导的锰还原反应中并无Mn(III)产生m。已被充分研究证实过。在这2种转化过程中微生物都起到了至关重要的作用。2微生物氧化锰的机理1微生物参与的锰氧化反应人们在最早研究锰氧化过程时，更多关注的是锰的化学氧化过程。Mn(II)经化学氧化形成游离态的锰离子多以Mn(II)形式存在，对人Mn(1II)／Mn(IV)的过程在热力学上是一个自发民生活用水和土地土壤等均有一定的污染性。相过程，nn(II)

8、可通过化学氧化、表面催化和胶体化对应的，锰的高价态化合物如Mn(III)及Mn(IV)学凝聚沉淀形成--。则多以不溶于水的氧化物形式存在¨j，这些高与化学氧化所产生的锰高价态固体氧化物不价态的氧化物不仅不会产生污染，而且还能对游同，微生物所产生的锰氧化物多为8一MnO(一种离因子起到一定的吸附作用。锰会在自然状态表面疏松具强吸附性的固体物质)。据研究，下与大气中的氧气发生反应进而被氧化，但此过细菌氧化Mn(II)主要有2种方式：①分泌某种物程非常缓慢，无