静磁场强化磁铁矿砂滤中生物源Mn(II)氧化以提升地下水中新兴污染物的去除效能

这篇研究创新性地将静磁场(SMF)与锰氧化菌Pseudomonas sp. QJX-1耦合应用于慢滤柱(SFCs)，通过增强生物源MnOx(BioMnOx)介导的自催化Mn(II)氧化过程，使化学MnOx(CheMnOx)积累量提升40.2%-51.4%，最终将新兴污染物(ECs)去除率提高35.9%-41.3%。研究揭示了SMF通过促进菌体蛋白合成、抗氧化过程和能量代谢来强化超氧化物介导的Mn(II)氧化，为开发环境友好型地下水修复技术提供了新思路。

　　

亮点

• SMF使慢滤柱中CheMnOx积累量提升40.2%-51.4%

• 超氧化物介导的Mn(II)氧化是SMF增强生物氧化的关键

• SMF通过调控能量代谢促进Pseudomonas sp. QJX-1富集

• ECs整体去除率在42 mT和78 mT SMF下分别提升35.9%和41.3%

QJX-1的培养

革兰氏阴性锰氧化菌Pseudomonas sp. QJX-1（GenBank登录号KM242057）为杆状菌株，长度1-2.1μm，宽度0.5-0.9μm。其在30°C、pH 7.5时展现最大Mn(II)氧化速率。使用PYG培养基（配方见表S1）于170rpm摇床避光培养。

SMF加速慢滤柱中CheMnOx积累的表现

图2显示接种阶段30天后Mn(II)的流出浓度与去除负荷。滤砂成熟（Mn(II)流出浓度稳定趋近0mg/L）约需80天（图2a第51天）。参照《生活饮用水卫生标准》（Mn(II)<0.1mg/L）...

结论

本研究建立了SMF增强QJX-1生物Mn(II)氧化的新策略，通过提升菌体蛋白合成、抗氧化过程和能量代谢，促进超氧化物介导的Mn(II)氧化，进而刺激BioMnOx基自催化反应，最终实现CheMnOx介导的ECs高效去除。不同SMF强度（42mT和78mT）均显著提升处理效能，为地下水修复提供了创新性解决方案。