背景及概述[1]
錳化學符號Mn，原子序數(shù)25。有α、β、γ、δ四種同素異構體。自然界以錳礦石(氧化錳、碳酸錳、硅酸錳)存在，海底有由錳堆積成的錳結核。自然含量：地殼1300ppm，土壤200～3000ppm，海水1.7～5.0ppb，河水180ppb，植物葉10～100ppm，糙米20～30ppm，城市大氣0.01～0.05μg/m3。
錳用于鐵合金、特種鋼、干電池及作化學試劑等。錳對水質污染與鐵相似，影響感觀性狀和工業(yè)使用，如濃度為0.1～0.3ppm，則有色、有臭味，0.15ppm時沾污洗滌的衣物，但對淡水水生生物毒性較小，大多數(shù)的生物致死量在50ppm以上。錳被海底生物群所富集，是否產生危害尚待研究。用含錳0.5～10ppm的廢水灌溉pH小于6.0的酸性土壤時，對多數(shù)作物產生傷害。職業(yè)接觸粉塵的工人有錳中毒的發(fā)現(xiàn)，其癥狀是帕金森癥(俗稱錳性顛狂癥)、化學性肺炎、肺和肝硬化等。對癥治療一是停止暴露，二是口服Ca-EDTA或L-DOPA。對動物，錳中毒也引起肺對細菌和病毒的易感性。錳是人體和生物的必需元素，是某些酶的組成成分，生化反應的催化劑，對骨骼的正常發(fā)育有重要意義。可預防家兔動脈粥樣硬化。缺錳動物產生軟骨障礙。堿性土壤可能缺乏有效錳而使植物失綠。最高容許濃度：作業(yè)環(huán)境空氣中錳及其化合物我國規(guī)定為0.03mg/m3(一次)，0.01mg/m3(日平均)(均換算成MnO2)，美國、日本、民主德國、聯(lián)邦德國均為5mg/m3，蘇聯(lián)為0.3mg/m3(均以Mn計);大氣質量標準中蘇聯(lián)、南斯拉夫、保加利亞、民主德國規(guī)定為0.01mg/m3(24小時平均);生活飲用水我國規(guī)定不超過0.1mg/L。
應用研究[2-3]
報道一、
祝家祺等人采用JMatPro軟件模擬碳、錳、硅主要合金元素含量(質量分數(shù))的改變對試驗鋼連續(xù)冷卻轉變曲線和貝氏體等溫轉變曲線的影響;通過小爐冶煉鋼試驗,研究錳含量分別為1.5%,1.7%,2.0%和2.2%時對貝氏體車輪鋼的組織和力學性能的影響,并與錳含量為2.0%的實物貝氏體車輪進行對比驗證。結果表明:錳對抑制高溫相變、降低貝氏體轉變溫度和提高車輪鋼的淬透性有顯著作用;錳含量高于2.0%時,貝氏體車輪鋼自高溫空冷過程中可以避免先共析鐵素體的出現(xiàn),且韌性大幅提升;隨著錳含量的提高,部分貝氏體組織由粒狀貝氏體變?yōu)榘鍡l貝氏體,強度增大;貝氏體車輪鋼理想的錳含量為2.0%左右,實物貝氏體車輪輪輞冷速較慢的芯部未出現(xiàn)先共析鐵素體,綜合力學性能良好且顯著優(yōu)于現(xiàn)有ER8珠光體車輪,具備一定的實際應用前景。
報道二、
山東農業(yè)大學陳曉陽研究了3月齡到出欄屠宰生長獺兔飼糧錳適宜添加量,以及錳對生長獺兔生長性能、毛皮品質、消化代謝、血清生化指標、脂質代謝和骨骼發(fā)育的影響。本試驗選用身體體質狀況接近的3月齡獺兔200只,隨機分為A、B、C、D、E五組,每組40個重復,分別飼喂錳添加水平0、5、10、20、40 mg/kg錳(以硫酸錳的形式)的試驗飼糧。預試期7 d,正試期29 d,飼養(yǎng)結束前7天每組選取8只轉入代謝籠,進行代謝試驗。試驗結果如下:(1)飼糧錳添加水平對生長獺兔的平均日采食量(ADFI)和末期體重(FBW)沒有任何影響(P>0.05),對平均日增重(ADG)和料重比(F/G)有顯著的影響(P<0.05),當飼糧錳添加水平為20 mg/kg時,獺兔的平均日增重(ADG)達到值;當飼糧錳添加水平為40 mg/kg時,獺兔料重比(F/G)達到最小值。飼料中添加錳之后,與對照組相比獺兔的屠宰性能和毛皮的影響不顯著(P>0.05)。飼糧錳添加水平可以提高生長獺兔的骨骼硬度(P<0.05),并且在飼糧錳添加水平為20 mg/kg時達到值。飼糧錳添加水平對獺兔的胸腺指數(shù)有顯著的影響(P<0.05),顯著提高了其數(shù)值。飼糧錳添加水平顯著提高了血清中IGM含量,同時顯著抑制了血清中的IGA的含量(P<0.05)。飼糧錳添加水平對尿氮、沉積氮、氮利用率和氮生物學效價顯著影響(P<0.05),且當飼糧中錳的添加量為20 mg/kg時,尿氮達到最小值,而沉積氮、氮利用率和生物氮效價取得值。飼糧錳添加水平對干物質、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、鈣和磷的表觀消化率都沒有影響(P>0.05),飼糧錳添加水平對錳的表觀消化率有顯著影響(P<0.05),隨著飼糧錳添加量的增加,錳的表觀消化率先降低后升高,在飼糧中錳的添加量為20 mg/kg時達到值。(2)根據以上試驗指標,我們選取了飼糧錳的添加水平為0 mg/kg的試驗組作為對照組,飼糧添加水平為20 mg/kg的試驗組為錳處理組,由此探討錳對生長獺兔脂肪代謝的影響機制。錳處理組顯著降低了生長獺兔肩胛和胃周脂肪的重量(P<0.05)。與對照組相比,錳處理組顯著降低了獺兔血清中甘油三酯的水平(P<0.05)。錳處理組顯著降低了脂肪組織FAS和ACC基因基因表達量,同時提高了CPT1基因的表達量(P<0.05)。錳處理組還可以顯著提高肝臟組織PPARα和PPARγ基因的表達量(P<0.05)。綜上指標所述,飼糧中添加錳可以促進脂肪氧化分解,抑制脂肪合成從而減少獺兔的脂肪沉積。(3)飼糧錳添加水平可以顯著提高骨骼的硬度,在飼糧中錳的添加量為20 mg/kg時達到值(P<0.05)。飼糧錳添加水平可以提高骨骼組織中OPG基因的表達量,并且隨著飼糧中錳添加量的增加RANKL/OPG顯著降低(P<0.05)。綜合以上試驗結果,3月齡到出欄屠宰生長獺兔飼糧適宜的錳添加水平為20 mg/kg(該組飼糧中的錳的實測值為33.19 mg/kg)。
參考文獻
[1]環(huán)境科學大辭典
[2]祝家祺,譚諄禮,高博,張斌,張弘,張明如,白秉哲,翁宇慶.錳對貝氏體車輪鋼組織和力學性能的影響[J].中國鐵道科學,2020,41(04):91-98.
[3]陳曉陽. 飼糧錳水平對生長獺兔生產性能、脂肪代謝及骨骼發(fā)育的影響[D].山東農業(yè)大學,2020.