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铬作为生物体所必须的微量元素，自20世纪90年代起，被广泛添加到禽畜的饲料中，以缓解动物应激反应，增加免疫力和改善动物生产性能。饲料中添加的有机铬主要有吡啶甲酸铬(Cr(C6H4NO2)3)、烟酸铬(Cr(C6H4NO2)3)等。农业部第658号公告批准烟酸铬为新型饲料添加剂，烟酸铬的配体烟酸是动物必需的B族维生素，其鳌合物与其它有机铬相比，有更易被动物吸收，且无毒性、无残留、价格便宜等优点，而被广泛应用。吡啶甲酸铬于2000年列入美国公认安全(GRAS)公告清单(GRN No.36，2000)，承认保健品吡啶甲酸铬的安全性，吡啶甲酸铬大量进入保健品市场已成为仅次于钙补充剂的第二大营养补充物质。但口服摄入的铬大部分可经粪便排出，有机铬排出量约在75％-99％。排放到环境中的有机Cr(Ⅲ)可能会被某些氧化物氧化成毒性大的Cr(Ⅵ)，势必对环境及生物造成危害。锰氧化物是土壤和沉积物中常见的活性氧化物，因其结晶度差、比表面积大，对重金属元素有很强的吸附能力，而呈现出对Cr(Ⅲ)有很强的氧化与催化氧化作用；室内批实验显示H2O2可以氧化有机Cr(Ⅲ)。有机Cr(Ⅲ)的存在，增加了Cr再氧化为Cr(Ⅵ)的复杂性。对于经粪便排放到环境中的大量添加剂有机Cr(Ⅲ)，在环境中能否被氧化为Cr(Ⅵ)而对环境产生危害，需要进行系统研究。
本实验采用人工合成的、不同晶型的δ-MnO2和α-MnO2对烟酸铬和吡啶甲酸铬进行氧化，探讨有机Cr(Ⅲ)是否能被氧化，并研究在不同的MnO2量、有机铬初始浓度、pH、离子强度、温度条件下，MnO2对有机Cr(Ⅲ)的氧化作用规律。每组实验设计有三个平行，同时加进空白实验，进行质量控制。实验结果显示：人工合成的δ-MnO2和α-MnO2均能氧化烟酸铬和吡啶甲酸铬，烟酸铬的氧化率要大于吡啶甲酸铬，MnO2的氧化能力是δ-MnO2＞α-MnO2，这可能与MnO2的比表面积有关，在温度为25±1℃，反应3h后，δ-MnO2对烟酸铬和吡啶甲酸铬的氧化量分别达到796.12-798.56μg/g矿物，160-163.3560μg/g矿物。α-MnO2对烟酸铬和吡啶甲酸铬的氧化量分别为188.28-190.87μg/g矿物、65-71.22μg/g矿物。δ-MnO2与烟酸铬反应后能在2h内达到氧化率为87％，氧化速率鱼氧化程度很高。烟酸铬与吡啶甲酸铬被氧化的动力学过程均可用一级方程1n(c-c0)=kt+a进行拟合，相关系数达0.98。调节反应体系中MnO2量在0.25g/l到20g/l之间，结果显示，增加氧化剂MnO2的量会增大两种有机铬的氧化率，但持续增加反应体系中的MnO2量并不会对有机Cr(Ⅲ)的氧化率有很大影响，从MnO2表面解析下的Cr(Ⅵ)分析表明，因氧化铬的增加而重新吸附回MnO2表面或减慢其从表面解析下的速率。改变烟酸铬初始浓度在1.01mg/l到20.11mg/l之间，吡啶甲酸铬浓度在2.42mg/l到48.27mg/l之间，随着有机Cr(Ⅲ)初始浓度的增加，其氧化率会下降。初始浓度低时，氧化速率主要受Cr(Ⅲ)浓度的限制，高浓度时则受到MnO2量的限制。土壤pH值是环境中化学反应的一个很重要的因素，实验利用乙醇-醋酸盐缓冲溶液调节有机铬溶液pH值分别为：3、4、5、6、7、8。结果显示，当pH＜4时，增加H+浓度，会促进δ-MnO2氧化吡啶甲酸铬，而其他反应的氧化率则是随pH值增大氧化率增大。4＜pH＜5时，两种MnO2氧化有机铬的氧化率随pH的增加而不断增加。pH＞5后，随pH增加α-MnO2氧化烟酸铬的氧化率减小，但趋势较缓。而其他反应的氧化率则随pH值继续增大。两种晶型MnO2对两种有机Cr(Ⅲ)的氧化均显示，中碱性环境有利于有机Cr(Ⅲ)易被δ-MnO2和α-MnO2氧化。向体系中加入固体KNO3作为外源离子强度调节剂，使得外加离子强度在0mol/l到1mol/l。离子强度的加入可以显著影响两种晶型MnO2对吡啶甲酸铬和烟酸铬的氧化。烟酸铬被δ-MnO2与α-MnO2氧化的量随离子强度增加而显著减小。δ-MnO2氧化烟酸铬的氧化率减小量幅度大于α-MnO2氧化减小量。继续增加体系中的离子强度时，烟酸铬的氧化率变化不大。离子强度的增加会促进了MnO2对吡啶甲酸铬的氧化。离子强度从0mol/l增加到0.1mol/l时，同样，δ-MnO2和α-MnO2氧化吡啶甲酸铬的氧化率增加显著。继续增大外加离子强度，氧化率增加趋势变缓。实验利用生化培养箱调节反应温度为0℃，10℃，20℃，30℃，40℃，随着反应温度的不断增加，烟酸铬与吡啶甲酸铬的氧化率不断增加。本次实验还对MnO2氧化有机Cr(Ⅲ)的氧化机理做了初步探究，氧化机理可以描述为：有机Cr(Ⅲ)先吸附在MnO2表面，Mn4+将Cr(Ⅲ)氧化成Cr(Ⅵ)，Mn4+还原为Mn2+进入溶液，Cr(Ⅵ)以阴离子形式存在，MnO2对它的吸附能力减小，Cr(Ⅵ)从MnO2表面解析到溶液中。
饲料添加剂中的有机Cr(Ⅲ)-烟酸铬和吡啶甲酸铬在室内可控实验条件下能被人工合成的MnO2氧化，且能在短时间内达到较大的氧化率，氧化过程中受离子强度，pH值，温度等影响较大。增加pH，增加温度均有利于烟酸铬和吡啶甲酸铬的氧化，改变离子强度，可显著影响有机Cr(Ⅲ)的氧化，增加离子强度会促进烟酸铬的氧化，抑制吡啶甲酸铬的氧化。但在自然环境中，烟酸铬和吡啶甲酸铬及其它在饲料中添加的有机Cr(Ⅲ)是否也能被氧化，氧化过程中受到离子强度，pH值等的影响是否与室内实验一致等，及其在土壤中的迁移转化情况如何，本次实验限于实验设备及实验时间的限制不能对其进行系统全面的研究。但对随禽畜粪便大量排放到环境中的有机Cr(Ⅲ)-在环境中可能的存在潜在危害应引起环境工作者的重视，其中还包括应对饲料中添加的重金属添加量加以控制，对存在的负面影响引起重视。