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酶工程技術(shù)論文(2)

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  酶工程技術(shù)論文篇二

  淺析環(huán)境工程中固定化酶技術(shù)的應(yīng)用

  摘要 酶固定化后一般穩(wěn)定性增加,易從反應(yīng)系統(tǒng)中分離,且易于控制,能反復(fù)多次使用。固定化酶是近十余年發(fā)展起來的酶應(yīng)用技術(shù),在工業(yè)生產(chǎn)、化學(xué)分析和醫(yī)藥等方面有誘人的應(yīng)用前景。本文重在探討固定化酶在環(huán)境工程中的應(yīng)用,并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)作了展望。

  關(guān)鍵詞 環(huán)境工程;固定化酶;應(yīng)用

  中圖分類號(hào)X3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708(2011)42-0111-01

  0 引言

  固定化酶的形式多樣,可制成機(jī)械性能好的顆粒裝成酶柱用于連續(xù)生產(chǎn);或在反應(yīng)器中進(jìn)行批式攪拌反應(yīng);也可制成酶膜、酶管等應(yīng)用于分析化學(xué)。經(jīng)過多年的發(fā)展在環(huán)境工程領(lǐng)域也得到了廣泛的應(yīng)用。

  1 固定化酶的研究與發(fā)展

  上個(gè)世紀(jì)起,固定化酶的研究就已開始了,但將固定化酶引入環(huán)境工程,卻是近幾年的事,固定化酶是從實(shí)驗(yàn)室篩選、培育獲得的活性菌體內(nèi)提取出來的活性較高的酶,再用包埋法將其固定在載體上面,經(jīng)過多道高科技程序制成不溶于水的固態(tài)酶,通過這種方法制得的酶,就是固定化酶。在幾年的發(fā)展之后,固定化酶技術(shù)已經(jīng)得到了很大的發(fā)展,到目前為止,技術(shù)人員通過各種實(shí)驗(yàn)與方法,取得了很多成果,只是,到目前為止,已經(jīng)開發(fā)的固定化酶多限于胞外酶——水解酶類。也有少數(shù)胞內(nèi)酶,但是我們知道酶的作用是用于催化降解的化學(xué)反應(yīng),需要其中包含許多氧化物,胞外酶中含有很多的氧化物,而胞內(nèi)酶的氧化物則較少,無法滿足環(huán)境工程的需要,所以,在目前環(huán)境工程中,通常使用的都胞外酶,也就是水解酶。固定化酶性能、穩(wěn)定性、降解有機(jī)物能力、耐毒性、抗雜菌性及耐沖擊負(fù)荷等也有待進(jìn)一步提高。

  2 環(huán)境工程中固定化酶技術(shù)的具體應(yīng)用

  2.1 用于有機(jī)廢水處理

  在環(huán)境工程中,通常用來進(jìn)行污水處理的固定化酶有很多種,常見的固定化酶有辣根過氧化物酶、漆酶、酪氨酸酶等等,這些酶都有一個(gè)共同的特點(diǎn),可以強(qiáng)勢(shì)有效的降解有機(jī)污水中的毒性非常強(qiáng)的酚類物質(zhì)。這些酶可降解有機(jī)廢水中毒性很強(qiáng)的酚類,對(duì)于環(huán)境工程的污水處理有很大的幫助。在環(huán)境工程中,技術(shù)人員使用固定化辣根過氧化物酶對(duì)含有苯、酚等化學(xué)污染物的污水進(jìn)行有效處理,去除率可以高達(dá)80%,使用了殼聚糖微球固定化辣根過氧化物酶來處理含酚的廢水,去除率也高達(dá)70%??梢娒傅娜ノ坌Ч?。利用固定化酶去除污水中的雜質(zhì)是一個(gè)十分有效的辦法,但是工程實(shí)踐中也發(fā)現(xiàn),有的時(shí)候去除效果并不是十分理想,經(jīng)過在投放固定化酶的同時(shí),考察酚濃度對(duì)固定化酶去除率的影響,大量的研究表明,當(dāng)污水中酚的濃度低于80mg/L時(shí),酚的去除率達(dá)95%以上,但是,隨著酚濃度的不斷增加,酚的去除率也會(huì)逐漸的下降。在另外的實(shí)驗(yàn)中,技術(shù)人員還發(fā)現(xiàn),利用固定化酶處理受污染水體中的農(nóng)藥成份也非常的有效果,技術(shù)人員通過聚丙烯負(fù)載二氧化鈦膜固定農(nóng)藥降解酶,有效降解農(nóng)藥甲基對(duì)硫磷,通過大量的研究數(shù)據(jù),我們可以看出,甲基對(duì)硫磷在30 min內(nèi)降解了70%以上。技術(shù)人員通過大量的研究表明,在酸性的條件下,固定化漆酶對(duì)氯苯嘧啶醇具有非常好的降解作用。

  2.2 用于環(huán)境污染物的監(jiān)測(cè)

  在環(huán)境工程中,固定化酶還可以用于對(duì)環(huán)境污染物的有效監(jiān)測(cè)。隨著各地污染事件的不斷發(fā)生,對(duì)各類水體中的每一種有害物質(zhì)進(jìn)行細(xì)致的監(jiān)測(cè)越來越有必要。同時(shí),固定化酶技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水中有毒生物體、有毒污性物體的有效檢測(cè)。

  3 固定化酶在環(huán)境工程中應(yīng)用的展望

  前文所述是目前固定化酶已經(jīng)得到的應(yīng)用,但是技術(shù)人員仍然在開發(fā)固定化酶更多的用途,近期發(fā)現(xiàn),固定化酶還可以用于污泥的處理。而在普通的環(huán)境工程中,施工人員對(duì)污泥的處置方式通常就是簡(jiǎn)單的處理后進(jìn)行小面積的填埋,對(duì)環(huán)境的威脅很大,且破壞周邊的土壤地質(zhì),有著很大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。固定化酶技術(shù)可以用來處理污泥,根據(jù)最新的技術(shù)分析與相關(guān)報(bào)道,要想有效實(shí)現(xiàn)活性污泥法中剩余污泥的零排放,就可以通過嗜熱溶菌酶溶解法,通過溶解法,不僅可以實(shí)現(xiàn)污泥的零排放,還可以有效解決在剩余污泥中接種的嗜熱菌,一舉兩得。除此以外,技術(shù)人員還對(duì)VSS、TSS、蛋白質(zhì)等物質(zhì)的溶解情況進(jìn)行了分類測(cè)定,測(cè)定的方法就是在不同溫度下查看它們的溶解況,通過測(cè)定,技術(shù)人員最終判定嗜熱菌分泌的胞外酶能夠有效促進(jìn)懸浮固體及蛋白質(zhì)的溶解,溶解后產(chǎn)生物質(zhì)也是無害的,所以,利用固定化酶技術(shù)處理剩余污泥一定對(duì)固定化酶技術(shù)的發(fā)展有很大的影響。與此同時(shí),固定化酶技術(shù)在清潔生產(chǎn)領(lǐng)域也具有潛在的應(yīng)用價(jià)值,技術(shù)人員通過大量的實(shí)驗(yàn)表明,部分固定化酶可以用來清潔環(huán)境工程中大面積表明污染,同時(shí),固定化的木聚糖酶和漆酶還可以用于紙漿漂白,可以避免產(chǎn)生傳統(tǒng)造紙工藝過程中用氯漂白產(chǎn)生的難以生物降解的各類氯代有機(jī)物。

  4 結(jié)論

  在現(xiàn)代環(huán)境工程中,固定化酶的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛,污染監(jiān)測(cè)、廢水處理等都會(huì)用到固定化酶的技術(shù)。但是,固定化酶的技術(shù)仍然存著一系列的問題,比如成本較高、酶的分離純化非常復(fù)雜等等,所以該項(xiàng)技術(shù)仍然需要得到進(jìn)一步的改良與完善。伴隨著科技的不斷發(fā)展,越來越多的新型載體材料以及一些重要的固定化酶不斷的被開發(fā)出來,這些材料、固定化酶的開發(fā),對(duì)環(huán)境工程的治理有著非常的重要的作用。并且,相關(guān)技術(shù)人員還在不斷在開發(fā)固定化酶在環(huán)境工程中新的用途,隨著高級(jí)固定化方法的廣泛應(yīng)用以及無載體固定化酶的興起,相信在未來的環(huán)境工程中,固定化酶技術(shù)的應(yīng)用會(huì)越來越廣泛,作用也會(huì)越來越大。

  參考文獻(xiàn)

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