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近些年,有机药物的存在及其对生态环境和人类健康的潜在威胁已经引起了广泛地关注。尽管大多数的污水处理厂能够去除部分有机药物,但是仍然有许多未被彻底去除的有机药物进入了水环境中。本实验中的生物氧化锰是由自养型锰氧化菌合成的胞外代谢产物,具有比表面积大、氧化还原电位高和表面活性等特点,不仅能够吸附环境中的重金属,还能够氧化降解环境中的有机污染物。因此,研究锰氧化菌合成的生物氧化锰去除水环境中的有机药物,是一种经济高效的新技术。本实验通过长期稳定运行的曝气生物滤柱对自养型锰氧化细菌进行驯化富集,分离筛选出3株氧化Mn(II)的锰氧化菌并对其进行16S rDNA序列鉴定,然后选择了其中1株菌株(M2)用以合成生物氧化锰,并对其进行XRD分析,也研究了生物氧化锰对双氯芬酸和卡马西平的去除效果。本实验的主要结果和结论如下:从长期稳定运行的曝气生物滤柱2#中筛选出3株能够氧化Mn(II)的自养型锰氧化菌,分别命名为M1、M2和M4。基于菌株的形态、生理生化特征分析以及菌株16S rDNA序列鉴定结果可以确定M1菌株从属于链霉菌(Streptomyces),M2菌株从属于莫氏副球菌(Paracoccus marcusii strain),M4菌株从属于链霉菌(Streptomyces lienomycini strain)。国内外文献对于自养型锰氧化菌的研究报道相对较少,因此可以确定上述菌株均为新性能的锰氧化菌。采用XRD对M2菌株合成的生物氧化锰进行表征,该生物氧化锰呈弱结晶、无固定形态,主要含有MnO2、Mn3O4、Mn2O3和MnOOH等高价态锰氧化物。生物氧化锰去除双氯芬酸的反应对pH有较强的依赖性。当pH降低时,溶液中H+增加,根据能斯特方程,pH降低有利于锰氧化物的还原电位的增大,表面电荷的变化又会促进电子转移过程的发生,进而促进锰氧化物表面有更多的活性位点与双氯芬酸的结合。因此,当pH越低,生物氧化锰对双氯芬酸的去除效果越好。当pH为2.0,反应进行5分钟后,水样中双氯芬酸的去除率为100%;当pH为2.8,反应进行90分钟后,水样中双氯芬酸的去除率为100%;当pH分别为3.8和5.0,反应进行120分钟后,水样中双氯芬酸的去除率为94.3%和83.4%。生物锰氧化物在不同的pH条件下对卡马西平均无明显地去除效果。