CN103333826B - 一种锰氧化细菌及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种能够氧化Mn²⁺的锰氧化细菌，该细菌能够将水体中的Mn²⁺氧化生成不溶于水的锰氧化物。该Mn²⁺氧化细菌为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)QJX-1菌株，保藏号为CGMCC No.6630。将本发明的恶臭假单胞菌QJX-1菌株用于自然水体中Mn²⁺的氧化，其操作温度(10-30℃)在常温范围，pH值(6.5-8.5)在中性范围，具有很高的Mn²⁺氧化效率。本发明还涉及去除水体或固体基质中Mn²⁺的方法，所述方法包括下述步骤：将本发明的锰氧化细菌或包含其的微生物菌剂接种到所述水体或固体基质中，在10-35℃，pH6.5-8.5的条件下培养适当的时间。

Description

一种锰氧化细菌及其应用

技术领域

本发明涉及一种锰氧化细菌及其在水中的强化应用。具体而言，所述锰氧化细菌为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)QJX-1，其保藏号为:CGMCC No.6630。

背景技术

锰是地壳中含量丰富的金属元素，Mn²⁺是机体必需的微量元素之一，但是长期饮用含锰过量的水会造成人体生理上的疾病。水中的锰可以有从Mn²⁺到Mn⁷⁺的各种价态，但除了Mn²⁺和Mn⁴⁺以外，其他价态的锰在pH值呈中性的天然水中一般不稳定。在Mn²⁺和Mn⁴⁺中，Mn⁴⁺在天然水中溶解度甚低，不足为害;所以在天然地下水中，溶解状态的锰主要是Mn²⁺。然而我国许多地区的地下水锰含量超过国家饮用水标准，从而降低了使用价值;再有对锰矿的大量开采，不可避免地在这个环节产生大量Mn²⁺的排放和污染，因而造成水中Mn²⁺的污染。鉴于含锰水的普遍性、危害性，从保障饮用水卫生、安全、提高生活质量出发，研究饮用水除锰技术是必要的。

我国的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)和2001年卫生部正式公布的《生活饮用水卫生规范》中规定锰的含量最高不超过0.1mg/L。鉴于水中锰的普遍存在;水中除锰技术的理论和应用经历了不同的发展阶段:从传统的化学除锰技术，到氯接触氧化过滤除锰、碱化除锰、光化学氧化除锰和高锰酸钾接触氧化除锰法，再到现在的生物除锰法。锰氧化微生物可以利用酶促反应催化氧化Mn²⁺，生成不溶于水的锰氧化物，从而从水中除掉(主要是二氧化锰)[见反应式1]。Mn²⁺的生物氧化过程主要是表面催化反应，且具有高的催化氧化能力和比表面积，所以锰氧化物又是一个良好的吸附剂和氧化剂;此外生物氧化速率可比Mn²⁺的无机氧化过程高几个数量级，由此大大加快了Mn²⁺在环境中的氧化速率。生物法是针对自然氧化法、接触氧化法等常规技术达不到理想的除锰效果以及工艺流程复杂等问题，利用微生物技术提出的新方法，以进一步改善除锰效果，降低工程投资及运行费用，是目前该领域的最新发展方向，使强化锰氧化微生物成为水质净化工艺中新兴的研究热点。

    (反应式1)

通过对锰氧化细菌的筛选及生物学方面特性的分析，目前研究最多的锰氧化菌主要包括三种模式菌:分别是生盘纤发菌SS-1(Leptothrixdiscophora)，它们在淡水环境中存在，产生的锰氧化物沉积在胞外菌鞘;芽孢杆菌SG-1(Bacillus)，一株从海洋中发现的锰氧化菌，主要通过产生的芽孢来氧化Mn²⁺;假单胞菌MnB1和GB-1(Pseudomonas putida)，它们在淡水和土壤环境中普遍存在，并在细胞表面形成生物氧化锰。

在自然水质条件下，存在着营养缺乏和微生物的竞争作用，都会影响到菌株的存活和锰氧化活性。因此寻找能适应自然水质条件的锰氧化菌株的工作显得十分重要。本发明的锰氧化细菌就属于假单胞菌属，能够适应复杂自然水体并发挥锰氧化作用，因此具有很好的应用前景。

本发明所涉及的锰氧化细菌在温度(10-30℃)的范围，操作pH值(6.5-8.5)在中性范围，具有很高的Mn²⁺氧化效率;该株菌的锰氧化特性的发现不仅对除锰有重要意义，也丰富了自然环境中锰转化途径的认识。

发明内容

本发明的目的是提供一种锰氧化细菌及其在水体(例如，自然水体、废水)或固体基质中的应用。

具体来说，在第一方面，本发明提供一种锰氧化细菌，所述锰氧化细菌为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)QJX-1，该菌株已于2012年9月27日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(CGMCC，中国北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，邮编:100101)，其对应的保藏号为CGMCC No.6630。

所述Pseudomonas putida QJX-1来源于湖南湘潭锰矿堆放锰矿的土壤，经驯化、分离、纯化得到。Pseudomonas putidaQJX-1是革兰氏阴性杆菌，好氧，呈杆状或略弯，长为1-2.1μm，宽为0.5-0.9μm，细胞两端圆钝。本发明所述的锰氧化细菌在pH6.5-8.5具有Mn²⁺氧化活性，并且在10-35℃具有Mn²⁺氧化活性，在不高于1000μM浓度Mn²⁺条件下能生长，在不高于1000μM浓度Mn²⁺条件下具有Mn²⁺氧化活性。

将QJX-1的16S rDNA测序结果(SEQ ID NO:1)导入NCBI中的GenBank数据库中进行同源性比对，结果表明，最大相似菌株为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)，相似度99%。所以能够判断该菌株属于假单胞菌属，命名为Pseudomonas putida QJX-1。Pseudomonas putida QJX-1的16SrDNA序列见SEQ IDNo:1所示。

在第二方面，本发明提供所述细菌为(Pseudomonas putida QJX-1)用于去除水体或固体基质中Mn²⁺的应用。本发明的锰氧化细菌Pseudomonasputida QJX-1可用于水体中Mn²⁺的氧化，具体方法是将Pseudomonas putidaQJX-1的菌液离心收集后添加到含Mn²⁺的水体中，在10-35℃，pH值为6.5-8.5的条件下培养，培养时间因细菌系添加时的活性和水质条件而异，一般不大于5天。

所述Pseudomonas putida QJX-1在水体中培养的温度优选为20-35℃，最佳温度为30℃，pH值条件优选为pH7.0-8.5，最佳pH值为7.5。水体或固体基质中Mn²⁺的浓度不高于1000μM，优选不高于500μM，更优选不高于200μM。

在第三方面，本发明提供一种去除水体或固体基质中Mn²⁺的方法，所述方法包括下述步骤:将本发明的锰氧化细菌或包含本发明的锰氧化细菌的微生物菌剂接种到所述水体或固体基质中，在10-35℃，pH6.5-8.5的条件下培养适当的时间。

培养时间因细菌系添加时的活性和水质或固体基质的条件而异，一般不大于5天。

所述Pseudomonas putidaQJX-1在水体或固体基质中培养的温度优选为20-35℃，最佳温度为30℃，pH值条件优选为pH7.0-8.5，最佳pH值为7.5。

可以应用本发明的锰氧化细菌进行Mn²⁺去除的水体包括，但不限于，工业废水、生活废水、地下水或自来水。

可以应用本发明的锰氧化细菌进行Mn²⁺去除的固体基质包括，但不限于，土壤、沉积物等。

水体或固体基质中Mn²⁺的浓度不高于1000μM，优选不高于500μM，更优选不高于200μM。

在第四方面，以本发明的锰氧化细菌作为活性成分的微生物菌剂可以属于本发明的保护范围。并且，该菌剂中可以根据需要添加适当的辅料。

另外，本领域技术人员应该理解，本发明的锰氧化细菌或包含本发明的锰氧化细菌的微生物菌剂还可以与其他重金属螯合剂、生物分解剂(例如，某些菌类)组合使用，用于去除包括Mn²⁺在内的多种重金属离子或其他污染物。本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，只要这些成分组合后能够发挥各自需要的功能活性即可。

因此，本发明提供下述各项:

1.一种锰氧化细菌，所述细菌为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)QJX-1菌株，其保藏号为:CGMCC No.6630。

2.根据第1项所述的锰氧化细菌，其特征在于，所述细菌氧化Mn²⁺的条件为:pH6.5-8.5，10-35℃，在Mn²⁺浓度不高于1000μM的条件下能生长并且具有Mn²⁺氧化活性。

3.根据第1项所述的锰氧化细菌，其特征在于，所述细菌能在不灭菌的水体或固体基质中生存并发挥Mn²⁺氧化活性。

4.根据第1项所述的锰氧化细菌用于去除水体或固体基质中Mn²⁺的应用，其中所述水体包括工业废水、生活废水、地下水及自来水，其中所述固体基质包括土壤、沉积物。

5.一种微生物菌剂，所述微生物菌剂包含保藏号为CGMCC No.6630的假单胞菌QJX-1菌株作为活性成分。

6.一种去除水体或固体基质中Mn²⁺的方法，所述方法包括下述步骤:

将第1项的锰氧化细菌或包含第1项的锰氧化细菌的微生物菌剂接种到所述水体或固体基质中，在10-35℃，pH6.5-8.5的条件下培养适当的时间。

7.根据第6项所述的方法，其中所述水体包括工业废水、生活废水、地下水及自来水，其中所述固体基质包括土壤、沉积物。

8.根据第6项所述的方法，其中培养条件为20-35℃，pH7.0-8.5。

9.根据第6项所述的方法，其中所述水体或固体基质中Mn²⁺的浓度不高于1000μM，优选不高于500μM，更优选不高于200μM。

本发明的有益技术效果:

本发明的Pseudomonas putida QJX-1(保藏号为CGMCC No.6630)，以10%的投菌量，在30℃，170r/min，pH值为7.5的条件下，可以在48h内将浓度为100μM的Mn²⁺完全氧化。在Mn²⁺初始浓度高达1000μM的PYG培养基中，该细菌能保持生长活性，且在Mn²⁺初始浓度高达1000μM的PYG培养基中有Mn²⁺氧化活性，最佳温度为30℃，最佳pH值为7.5。

本发明的细菌Pseudomonas putida QJX-1取自锰矿的土壤，都是土壤中常见的的优势菌种，能适应复杂的环境条件，因而该细菌的在水体中氧化除Mn²⁺的应用前景广阔。

附图说明

从下面结合附图的详细描述中，本发明的上述特征和优点将更明显，

其中：

图1为Pseudomonas putida QJX-1的扫描电镜照片，显示细菌的形态。

图2为本发明的锰氧化细菌(Pseudomonas putida QJX-1)对Mn²⁺的生物氧化曲线和生长曲线。

图3A和图3B分别为本发明的锰氧化细菌(Pseudomonas putidaQJX-1)在不同浓度Mn²⁺培养基中的生长曲线和Mn²⁺氧化曲线。

图4A和图4B分别为本发明的锰氧化细菌(Pseudomonas putidaQJX-1)在不同温度下的生长曲线和Mn²⁺氧化曲线。

图5A和图5B分别为本发明的锰氧化细菌(Pseudomonas putidaQJX-1)在不同pH下的生长曲线和Mn²⁺氧化曲线。

序列表说明

SEQ ID No:1 Pseudomonas putida QJX-1的16SrDNA序列

具体实施方式

下面参照具体的实施例进一步描述本发明，但是本领域技术人员应该理解，本发明并不限于这些具体的实施例。

下述实施例中的方法，如无特别说明，均为常规方法，其中所用的试剂，如无特别说明，均为常规市售试剂。

实施例1、Pseudomonas putida QJX-1的分离、纯化及其鉴定

1、Pseudomonas putida QJX-1的分离及纯化

Pseudomonas putida QJX-1是从湖南湘潭锰矿堆放锰矿的土壤中取样，经过驯化、分离及纯化得到的，Pseudomonas putida QJX-1是革兰氏阴性菌。具体步骤如下:

取湖南湘潭锰矿堆放锰矿的土壤，把2g土壤加到高温灭菌(115℃，25min)的稀释100倍的PYG(peptone-yeast extract-glucose)培养基(蛋白胨、葡萄糖、酵母膏各0.25g/L，CaCl₂.2H₂O含量8mg/L，MgSO₄.7H₂O含量0.5g/L，MnCl₂含量100μM，去离子水1L)中，培养基中缓冲液为终浓度为10-20mM的HEPES(N-2-Hydroxyethylpiperazine-N′-2-ethanesulfonocacid，4-羟乙基哌嗪乙磺酸)，pH7.5。其中MnCl₂溶液和HEPES缓冲液采用0.22μm滤膜过滤灭菌添加，培养温度30℃，振荡转速为170rpm。每次驯化7天，驯化结束后取5mL驯化后的菌液添加到新制备的45mL的PYG培养基中继续驯化，共驯化4次。

驯化结束后，用灭菌自来水将菌液稀释10^-1到10^-7倍，各取0.1mL稀释液于含100μMMn²⁺的固体培养基(上述PYG液体培养基中加入2%琼脂而制得)上涂布分离，30℃培养。长出明显菌落后，挑取在菌落上形成有棕色物质的单菌落，划线分离纯化。将这些菌株的PYG培养液于-70℃保存在终浓度为25%的甘油中，给以编号。

通过考察菌的生长速率及Mn²⁺氧化速率，确定编号为1的菌株做重点研究，但经进一步分离纯化鉴定，发现该株从属于恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)，将其命名为Pseudomonas putida QJX-1。

Pseudomonas putida QJX-1细菌系的液体培养条件是:在250mL锥形瓶中加入100mL PYG培养基，并添加终浓度为10-20mM的pH6.5-8.5的HEPES缓冲液，摇床设为20-30℃，170rpm。通过离心收集菌体，离心条件为3000-4500r/min，2min。

该Pseudomonas putida QJX-1菌株是革兰氏阴性杆菌，专性好氧，呈杆状或略弯，长为1-2.1μm，宽为0.5-0.9μm，细胞两端圆钝。生长稳定期菌QJX-1的扫描电镜照片如图1所示。

2、Pseudomonas putida QJX-1的16SrDNA鉴定

将测得的16SrDNA序列分析导入NCBI数据库中进行序列比对，确定QJX-1菌从属于假单胞菌(Pseudomonas sp.)，将其命名为Pseudomonasputida QJX-1。16SrDNA鉴定具体步骤如下:

以TIANGEN基因组DNA提取试剂盒提取该菌株的基因组DNA，作为PCR反应的模板，设计引物进行PCR片断基因扩增。上下游引物序列分别为:

27F:5'AGAGTTTGATCATGGCTCAG3'

1492R:5'TACGGTTACCTTGTTACGACTT3'

PCR设定程序为:先94℃预变性5min;然后94℃变性1min，55℃退火1min，72℃延伸1min，共30个循环;最后72℃终延伸15min，4℃保存。PCR产物用0.8％的琼脂糖凝胶分离，纯化与回收后测序。测得的Pseudomonas putida QJX-1 16S rDNA为SEQ ID No:1的DNA序列。

将QJX-1的16SrDNA测序结果(SEQ ID NO:1)导入GenBank中进行同源性比对，结果表明，最大相似菌株为恶臭假单胞菌(Pseudomonasputida)，相似度99%。结合形态特征及生理生化特性能够判断该菌株属于恶臭假单胞菌，命名为Pseudomonas putida QJX-1。

上述分离鉴定的菌株Pseudomonas putida QJX-1已于2012年9月27日保藏于中国微生物菌种保藏管委理员会普通微生物中心(简称CGMCC，中国北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所，邮编:100101)，保藏号分别为CGMCC No.6630。

实施例2、Pseudomonas putida QJX-1菌株对Mn²⁺的生物氧化特征研究

1、Pseudomonas putida QJX-1菌株对Mn²⁺的生物氧化

在添加Mn²⁺的PYG培养基中，考察本发明的锰氧化细菌(Pseudomonas putida QJX-1，保藏号:CGMCC No.6630)对Mn²⁺的氧化能力。发现本发明的细菌对Mn²⁺有很好的氧化能力，能在较短时间内将Mn²⁺全部氧化成不溶于水的锰氧化物。具体步骤如下:

1.1)取2mL本发明的锰氧化细菌的菌液，接种到装有100mL不含Mn²⁺的PYG培养基的三角瓶中，30℃，170rpm振荡培养48小时。

1.2)取10mL步骤1.1)所述的培养48小时的菌液，加入到250mL的三角瓶中，并加入90mL的新鲜PYG液体培养基，并将pH7.0-7.5的HEPES缓冲液和Mn²⁺母液一起用高温灭菌的0.22μm滤膜过滤后添加到培养基中，使得HEPES的终浓度为10mM，Mn²⁺终浓度为100μM，30℃，170rpm振荡培养48小时。

1.3)在步骤1.2)所述的培养过程中，间隔特定时间分别取在步骤1.2)所述的反应液，测定Mn²⁺浓度和菌密度。检测方法如下所述:

菌密度:用岛津U-3010型紫外-可见光分光光度计，在波长为600nm处检测菌液吸光度。

Mn²⁺浓度:培养液样品由0.45μm滤膜过滤后，通过电感耦合等离子体发射光谱仪(安捷伦，700系列)测定培养液中剩余Mn²⁺的浓度。

结果如图2所示，由图2可以看出，菌密度随时间快速增长至稳定期，而这段时间Mn²⁺浓度稳定不变，从32小时起Mn²⁺浓度直线下降，并在12个小时内完全氧化形成不溶于水的棕黑色的絮状锰氧化物。

2、本发明的细菌在不同浓度Mn²⁺条件下的生长和锰氧化

由不同Mn²⁺初始浓度下的培养实验发现:本发明的细菌能完全氧化1000μM及更低浓度的Mn²⁺，并且随着Mn²⁺初始浓度的提高，细菌的锰氧化活性会稍有延迟。具体步骤如下:

2.1)将步骤1中的步骤1.1)制备得到的细菌悬液以体积比10%的接种量接种于新的PYG培养基中，并将HEPES缓冲液用高温灭菌的0.22μm滤膜过滤后添加到培养基中，使得HEPES的终浓度为10mM。

2.2)再将步骤2.1)制备得到的细菌菌液分装到5个250mL的三角瓶中，然后分别加入一定体积的Mn²⁺母液，其Mn²⁺终浓度分别为100μM、200μM、500μM、1000μM、3000μM，将各个三角瓶用封口膜密封，30℃，170rpm振荡培养。

2.3)在步骤2.2)所述的培养过程中，间隔特定时间(为了既能说明问题，又不增加无谓的工作量，取样时间可在微生物的不同培养时期而异，一般时间间隔在1h-8h不等)分别取在步骤2.2)所述的反应液，测定Mn²⁺浓度和菌密度。Mn²⁺浓度和菌密度检测方法如步骤1中的步骤1.3)所述。

结果如图3A和图3B所示，图3A为菌密度曲线，图3B为Mn²⁺浓度变化曲线。如图3A所示，随着Mn²⁺浓度的提高，细菌的生长速度呈一定下降的下降趋势，在3000μM的Mn²⁺浓度的体系中，菌的生长被强烈抑制;由图3B所示，细菌对于1000μM及更低浓度的Mn²⁺都能彻底氧化，但随着Mn²⁺浓度的提高，细菌对Mn²⁺的氧化活性出现时间有所延迟。虽然3000μM的Mn²⁺完全抑制了细菌系的锰氧化活性，但是1000μM的Mn²⁺浓度已经远远高于常见的河水或地下水中Mn²⁺的浓度。说明本发明的细菌系能够彻底氧化常见水体中浓度范围内的Mn²⁺。

3、本发明的细菌在不同温度下的生长和锰氧化特性

在不同培养温度下研究细菌的生长和锰氧化特征，发现本发明的细菌在10～30℃均具有Mn²⁺氧化活性，从实际应用的角度看，选择30℃较为适宜。具体步骤如下:

将步骤1中的步骤1.1)制备得到的细菌以体积比10%的接种量接种于新的PYG培养基中，并以过滤灭菌的方式加入终浓度为100μM的Mn²⁺和10mM的pH为7.0的HEPES缓冲液。分别取100mL培养液分装至三个250mL三角瓶中，分别置于10℃、20℃、30℃的摇床中振荡培养，170rpm。然后按照步骤1中的步骤1.3)所述的方法进行取样，测定培养过程中的Mn²⁺浓度变化和菌密度。

结果如图4A和4B所示。图4A为菌密度曲线，图4B为Mn²⁺浓度变化曲线。从图4A和图4B可以看出，随着培养温度的下降，细菌的生长和锰氧化时间都会有所延迟，10℃时的生长和氧化速度最慢，20℃时的速度稍快，30℃时速度最高。这说明细菌最适的生长、氧化温度处于30℃左右，考虑到实际污水处理工艺的实际情况，细菌的培养温度选择30℃较为合理。细菌能在10℃的低温下发挥锰氧化活性，显示出其对温度很强的适应性。

4、本发明的细菌在不同pH值下的锰氧化特性

由不同起始pH值条件的氧化实验，发现细菌最适锰氧化pH值为7.5。具体步骤如下:

将步骤1中的步骤1.1)制备得到的细菌以体积比10%的接种量接种于新的PYG培养基中，并以过滤灭菌的方式加入终浓度为100μM的Mn²⁺。然后取100mL菌液分装到6个250mL三角瓶中，再分别用相应pH值的HEPES缓冲液调节pH至5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.5。将各个三角瓶用封口膜密封，在30℃，170rpm的摇床中振荡培养。培养过程中，按照步骤1中的步骤1.3)所述的方法进行取样，测定培养过程中的菌密度和Mn²⁺浓度变化，绘制相应的变化曲线。

结果如图5A和5B所示，图5A为菌密度曲线，图5B为Mn²⁺浓度变化曲线。从图5A和图5B可以看出，在实验选用的6个pH条件下细菌均能快速生长至稳定期，虽然在pH值为5.5和6.0时，细菌对Mn²⁺没有氧化活性，但在pH6.5-8.5之间，细菌能将Mn²⁺全部氧化，而这个pH范围与自然界中大多水体的pH值一致，表明该细菌在自然水体pH条件下能够发挥锰氧化活性。

综上，本发明人在研究中发现，该Pseudomonas putida QJX-1菌株在pH6.5-8.5，10-35℃具有Mn²⁺氧化活性，在Mn²⁺浓度不高于1000μM的条件下能生长并且具有Mn²⁺氧化活性。

应该理解，尽管参考其示例性的实施方案，已经对本发明进行具体地显示和描述，但是本领域的普通技术人员应该理解，在不背离由权利要求书所定义的本发明的精神和范围的条件下，可以在其中进行各种形式和细节的变化，可以进行各种实施方案的任意组合。

Claims (11)

1.一种锰氧化细菌，所述细菌为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)QJX-1菌株，其保藏号为：CGMCC No.6630。

2.根据权利要求1所述的锰氧化细菌，其特征在于，所述细菌氧化Mn²⁺的条件为：pH 6.5-8.5，10-35℃，在Mn²⁺浓度不高于1000μM的条件下能生长并且具有Mn²⁺氧化活性。

3.根据权利要求1所述的锰氧化细菌，其特征在于，所述细菌能在不灭菌的水体或固体基质中生存并发挥Mn²⁺氧化活性。

4.根据权利要求1所述的锰氧化细菌用于去除水体或固体基质中Mn²⁺的应用，其中所述水体为工业废水、生活废水、地下水或自来水，其中所述固体基质为土壤或沉积物。

5.一种用于去除水体或固体基质中Mn²⁺的微生物菌剂，所述微生物菌剂包含保藏号为CGMCC No.6630的恶臭假单胞菌QJX-1菌株作为活性成分。

6.一种去除水体或固体基质中Mn²⁺的方法，所述方法包括下述步骤：

将权利要求1的锰氧化细菌或包含权利要求1的锰氧化细菌的微生物菌剂接种到所述水体或固体基质中，在10-35℃，pH 6.5-8.5的条件下培养适当的时间。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述水体为工业废水、生活废水、地下水或自来水，其中所述固体基质为土壤或沉积物。

8.根据权利要求6所述的方法，其中培养条件为20-35℃，pH 7.0-8.5。

9.根据权利要求6所述的方法，其中所述水体或固体基质中Mn²⁺的浓度不高于1000μM。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述水体或固体基质中Mn²⁺的浓度不高于500μM。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述水体或固体基质中Mn²⁺的浓度不高于200μM。