科创节 (1).doc

附件1：湖南科技学院第十二届科技创新节作品申报书 作品名称：水中锰污染的测定及抗锰性生物的探究 系部全称： 生命科学与化学工程系 申报者姓名 （集体名称）： 李红 何龙 李招 类别：自然科学类学术论文 哲学社会科学类社会调查报告和学术论文 科技发明制作A类 科技发明制作B类湖南科技学院第十二届科技创新节竞赛组委会制2014年3月 A申报者情况说明：必须由申报者本人按要求填写，申报者情况栏内必须填写； 申报者情况姓 名李红性别女出生年月199404.21作品全称水中锰污染的测定及抗锰性生物的探究专业、年级、班级化学1202班联系电作者情况姓 名性别年龄专业、年级、班级联系电话何龙男20化学1202招女20化学12021申报作品情况（自然科学类学术论文）说明：1必须由申报者本人填写；2作品分类请按作品的学术方向或所涉及的主要学科领域填写。作品全称 水中锰污染的测定及抗锰性生物的探究作品分类（ E ）A机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控 制、工程、交通、建筑等） B信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等） C数理（包括数学、物理、地球与空间科学等） D生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健 康、卫生、食品等） E能源化工（包括能源、材料、石油、化学、化 工、生态、环保等）作品撰写的目的和基本思路目的：我们永州本地以锰矿而出名，而锰污染也越来越严重的影响着我们的生活，其水污染问题就已迫在眉睫。基本思路：1、利用分光光度法，微波消解等方法测定水中锰的含量。2、利用生物吸附锰元素的方法来减少锰污染。2.1植物通过根系及其微生物群组,对重金属进行吸附,同时植物某些分泌物可与重金属发生作用,使之附着于植物根系周围,达到稳定效果。2.2植物本身可产生某些激素和酶类物质,可以刺激周边的微生物对重金属的吸收和降解。2.3植物本身对重金属进行吸收,由于自身存在的某些抗性基因,使其将吸收的重金属储存于其根茎叶中,同时免受毒害作用。2.4微生物以其在低浓度下处理重金属效果好、吸附量高、易操作、见效快等优点,已逐渐成为重金属污染修复研究的热点的发展方向。微生物对重金属的作用主要包括降解、去毒、固定等某些微生物分泌的胞外聚合物可与重金属离子结合发生沉淀作用。作品的科学性、先进性及独特之处科学性：利用分光分度计测出锰的含量，精确又简单。再用生物修复锰污染的方法寻找一个合适的生物来吸收锰元素。先进性及独特之处：由于锰元素在水中的含量较低，则主要采用仪器分析法测定锰元素的含量。分光光度法测定锰，其操作简便、快速、准确。同时，生物修复锰污染可大大降低经济成本，易操作，吸附量高，见效快，同时对环境不会造成二次污染。作品的实际应用价值和现实意义实际意义：锰是人体及植物所必需的微量元素之一，适量的锰有利于身体健康但含量过高或过低都会引起某些器官的病变或出现不适。近几年，我国发现几个大的地表水系不同程度地受到了锰的污染。永州地区因有锰矿的存在，水质在一定程度上也受到了锰的污染。为了人们的健康着想，因此我们利用分光光度计法来测定水质中的锰离子的含量以及锰的回收与利用。现实指导意义：在我们经济飞速发展的今天，在追求物质的满足，也要注意环境的保护。人类要与环境友好相处才是上上策。论文摘要享誉“湘南锰都”的永州，锰蕴藏量极其丰富，为本地的经济发展做出了巨大贡献。然而工业的迅速发展也带来了一系列的环境污染问题，乱采滥挖现象突出，严重破坏了当地的生态环境。同时，减排措施不到位，废弃物处置不当，排污措施不合理等都会造成环境的恶化。锰污染是研究当地目前存在的主要环境问题之一。测定水中锰元素的方法主要有滴定法，分光光度法，溶出伏安法，示波极谱法，化学发光法，原子荧光分光光度法，原子吸收分光光度法，电感耦合等方法。分光光度法是利用物质分子对光的选择性吸收进行定量测定的分析方法。由于分光光度测定的灵敏度较高，适合于微量分析，与其他方法相比价格较低廉，操作也简便。而我们通过微波消解，分光光度等方法的对比，找出其中最经济实惠的测锰含量的方法。同时，难解的锰金属对环境构成了严重的威胁，通过食物链在生物体内富集，破坏生物体正常代谢活动，危害人体健康。那找出经济实惠的吸收锰的方法则相当重要。生物吸附法作为一种新兴地处理技术，在处理重金属污染方面有着极为广阔的发展前景。与传统的非生物吸附处理方法相比，生物吸附有生物材料来源丰富，成本低廉，设备简单，易操作，吸附量大，处理效率高等优点。通过比较其中烟草，油菜和大肠杆菌，酵母菌等菌种对锰的承受力，得出抗锰性最好的生物，从而解决锰污染问题。请提供对于理解、审查、评价所申报作品具有参考价值的现有技术及技术文献的检索目录参考文献：1翁国永，叶素红长潭水库铁锰超标原因分析及防治对策J科技信息，2007（18）：2522552冯江曲靖市独木水库锰污染成因及治理措施研究 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高锰酸盐氧化法以高锰酸钾为代表的高锰酸盐（PPC）是比氧和氯更强的氧化剂。在水的pH值为中性的条件下，二价锰可被迅速氧化为四价锰。此外，中间产物新生态水合二氧化锰还有催化性和吸附性， 实际的投加量少于理论所需量。且高锰酸盐价格低廉，便于存放，本身被还原分解后残留在水中的主要产物为少量的K+， 不会影响人体健康，是一种理想的除锰氧化剂。除了以上几种氧化法之外， 常用的还有臭氧氧化法、氯化法、过氧化氢氧化法等。 总的来说，这类投加化学药剂的方法存在投药量难确定、 出水水质难控制和投加点不易选择等缺点。1.3 生物法生物法除锰是近年来兴起的新方法，因其简单有效，不会造成二次污染而日益受到重视，目前生物法可以分为生物滤池法、植物修法等。1.3.1 生物滤池法生物滤池法依据的是微生物除锰理论， 该理论认为微生物的胞外酶可以起到催化氧化作用，此外微生物改变了介质的物理化学环境， 降低了Mn2+氧化对pH值的要求， 分泌出的小分子代谢产物还可能直接参与氧化反应。相对于传统多级除锰工艺，生物滤池除锰具有流程简单、占地面积小、投资低、处理效果好等优点。作为一种新的除锰技术， 生物滤池法在地表水除锰领域已成为重点研究方向， 但一些问题还有待改进。如生物滤池还缺乏成熟的工艺参数，营养物质、pH 值、 温度及溶解氧等因素的影响情况还有待进一步研究。1.3.2 植物修复法植物修复是在受污染水体中种植某些具有 “锰超量富集”特性的水生植物，通过根部的积累、沉淀或根表吸持来达到固锰、除锰效果。由于水生植物生长迅速，适应性广，抗逆性强，覆盖范围广，利用其修复锰污染的水环境具有经济、高效、易于操作等优点，有着巨大的发展前景。1.4 其他方法1.4.1 离子交换法此方法优点是去除率高，方法简单，效果明显，缺点是离子交换树脂需要再生，再生时需要更换树脂，操作繁琐，而且进水需要预处理。且操作费用和原材料成本往往相对过高。1.4.2 膜过滤法膜过滤法是利用锰的孔径大小选择性地过滤水中的含锰污染物，常与氧化技术结合使用。 膜过滤法具有去除效果好、效率高等特点，但因材料昂贵和易堵塞及进水需要预处理而未能推广使用。1.4.3 吸附法吸附法是采用一些比表面积大、 吸附性能强的材料，将地表水中的Mn2+吸附去除。 常用的吸附材料有活性炭、沸石等。 研究发现，采用NaCl改性可不同程度破坏沸石的表面，使沸石比表面积增加，提高沸石的吸附和离子交换性能， 从而提升去除锰离子的效果。但其操作流程长，处理费用较高。2展望地表水锰污染浓度低且常为季节性发生， 长期来未受到足够重视， 近年来因发生呈上升趋势而受到关注。 目前，各地实际工程主要采用以氧化法为理论基础的工艺，但因流程复杂、成本高、处理效果一般而受到限制。 沉淀法、过滤法等方法由于多方面因素所限， 仅适用于某些特定条件下， 很难大范围推广。 生物法相对于传统技术存在简单、高效、稳定诸多优点，但菌种驯化、滤料选择和工艺条件的确定等问题还有待解决。 如何将生物法除铁除锰技术应用于实际工程，降低工程造价以适合推广使用，是地表水除锰领域的一个重点研究方向。D.指导老师情况及对作品的说明说明