氯过氧化物酶催化转化莠去津的方法技术

本发明专利技术公开了一种氯过氧化物酶催化转化莠去津的方法，基于生物酶催化体系，绿色催化转化除草剂莠去津。向待处理的莠去津溶液中加入氯过氧化物酶，混合均匀后用磷酸缓冲溶液调节混合液的pH至2.5～4，然后加入H2O2溶液作为氧化剂，室温催化转化莠去津。本发明专利技术操作简单，反应条件温和，采用微量的氯过氧化物酶和H2O2能够快速催化莠去津分子结构的转变，显著降低其对环境的危害，在催化5～10分钟内莠去津的转化率即可达到80％～98％。

【技术实现步骤摘要】
氯过氧化物酶催化转化莠去津的方法
本专利技术属于环境废水无害化处理
，具体涉及一种利用生物酶处理农业废水中残留除草剂莠去津的方法。
技术介绍
我国是农业大国，也是世界上消费和生产农药的大国之一。而农药的大部分就属于环境激素类物质。环境激素莠去津的应用非常广泛，使用量比较大，我国在2008年莠去津的使用量超过了5000吨。近年来研究发现，莠去津对水环境、土壤及生物均有危害。莠去津易在土壤中向下迁移而进入地下水，造成地下水污染。有研究发现，莠去津虽然对杂草有很强的杀伤力，但其同时有隐形药害，残效期长，不易流失，可留在土壤及水中超过一年，对后茬作物如小麦、大豆等有药害，长期种植玉米的地块改种蔬菜等作物经常死苗。2002年，美国加州大学一项研究发现，莠去津可以导致蛙类变性，同时对其它水生生物也有不同程度毒害和影响。还有研究表明，莠去津可由农田漏出，进入地下饮用水，从而严重扰乱人类内分泌系统和生殖系统，也可能对人类有致癌作用。目前，常用的处理环境激素的方法主要有膜分离技术法、物理吸附法和化学氧化法等。其中膜分离技术法的去除率比较好，但是处理过程不仅与处理的目标物的性质有关，而且还与膜的性质以及溶液的组成等有关，而且膜组件的价格比较昂贵，又时常存在堵塞及溶胀的状况，因此很难将膜分离技术在废水处理中广泛应用。物理吸附法在处理过程中成本比较高、处理的不彻底并且不确定性多。化学氧化法能比较高效、无选择性并且比较完全的降解有机物，但是在处理过程中成本高，将其用于工业废水的全程处理上还存在着一些困难。氯过氧化物酶(CPO)是从海洋真菌Caldariomycesfumago中分离出来的一种血红素过氧化物酶(42kDa)。CPO具有极为广泛的氧化活性，兼具血红素过氧化物酶(单电子及两电子过氧化、有机卤化)、过氧化氢酶(过氧化氢歧化、一元醇氧化)以及细胞色素P-450(脱烷基化、烯键环氧化、磺化氧化等)等多种酶的催化特征，目前被认为是过氧化物酶家族中应用最广泛的酶，但以过氧化物酶为催化降解环境激素莠去津的还未见报道。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有莠去津处理方法存在的缺点，提供一种操作简单、成本低、绿色环保，基于氯过氧化物酶催化转化莠去津的方法。解决上述技术问题所采用的技术方案是：向待降解的莠去津水溶液中加入氯过氧化物酶，混合均匀，用0.1mol/L的磷酸缓冲溶液调节pH值至2.5～4，加入质量分数为30％的H2O2水溶液，在室温条件下搅拌3～15分钟，所述的莠去津与氯过氧化物酶、H2O2的摩尔比为1:0.0019～0.0075:15～50。本专利技术优选向待降解的莠去津水溶液中加入氯过氧化物酶，混合均匀，用0.1mol/L的磷酸缓冲溶液调节pH值至3～3.5，加入质量分数为30％的H2O2水溶液，在室温条件下搅拌5～10分钟。本专利技术优选莠去津与氯过氧化物酶、H2O2的摩尔比为1:0.00375～0.0075:30～50，进一步优选莠去津与氯过氧化物酶、H2O2的摩尔比为1:0.0056～0.0075:45～50。本专利技术基于氯过氧化物酶催化降解体系，以H2O2为氧化剂，能够快速破坏其分子结构以达到降解的目的。该方法操作简单，氯过氧化物酶及H2O2用量少，反应条件温和，绿色环保，莠去津的转化时间短、转化率高。并通过典型毒性评估试验证明本方法转化后的物质与原底物相比对环境的安全性提高了。附图说明图1是莠去津的转化率对绿藻生长抑制率的影响。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步详细说明，但本专利技术的保护范围不仅限于这些实施例。实施例1向50mL80μmol/L的莠去津水溶液中加入1mL30μmol/L的氯过氧化物酶溶液(由于氯过氧化物酶的用量太少，不好称量，所以先将其用0.1mol/L的磷酸缓冲溶液配制成100mL30μmol/L的氯过氧化物酶溶液，实际使用量较大时直接加入氯过氧化物酶即可)，混合均匀，所得混合液用0.1mol/L的磷酸缓冲溶液调节pH值至3，然后加入20mL质量分数为30％的H2O2水溶液，其中莠去津与氯过氧化物酶、H2O2的摩尔比为1:0.0075:50，在室温条件下搅拌9分钟。用高效液相色谱测量降解前后莠去津的浓度，按下述公式计算莠去津的转化率：η＝(C0-Ct)/C0×100％式中η为转化率，C0为莠去津的初始浓度，Ct为时间t时莠去津的浓度。经计算，莠去津的转化率为98％。实施例2本实施例中，所得混合液用0.1mol/L的磷酸缓冲溶液调节pH值至2.5，其他步骤与实施例1相同，经计算，莠去津的转化率为72％。实施例3本实施例中，所得混合液用0.1mol/L的磷酸缓冲溶液调节pH值至3.5，其他步骤与实施例1相同，经计算，莠去津的转化率为84％。实施例4本实施例中，所得混合液用0.1mol/L的磷酸缓冲溶液调节pH值至4，其他步骤与实施例1相同，经计算，莠去津的转化率为57％。实施例5本实施例中，加入6mL质量分数为30％的H2O2水溶液，其他步骤与实施例1相同，其中莠去津与氯过氧化物酶、H2O2的摩尔比为1:0.0075:15。经计算，莠去津的转化率为68％。实施例6本实施例中，加入12mL质量分数为30％的H2O2水溶液，其他步骤与实施例1相同，其中莠去津与氯过氧化物酶、H2O2的摩尔比为1:0.0075:30。经计算，莠去津的转化率为80％。实施例7本实施例中，加入18mL质量分数为30％的H2O2水溶液，其他步骤与实施例1相同，其中莠去津与氯过氧化物酶、H2O2的摩尔比为1:0.0075:45。经计算，莠去津的转化率为97％。实施例8本实施例中，加入0.25mL30μmol/L的氯过氧化物酶溶液，其他步骤与实施例1相同，其中莠去津与氯过氧化物酶、H2O2的摩尔比为1:0.0019:50。经计算，莠去津的转化率为61％。实施例9本实施例中，加入0.50mL30μmol/L的氯过氧化物酶溶液，其他步骤与实施例1相同，其中莠去津与氯过氧化物酶、H2O2的摩尔比为1:0.00375:50。经计算，莠去津的转化率为87％。实施例10本实施例中，加入0.75mL30μmol/L的氯过氧化物酶溶液，其他步骤与实施例1相同，其中莠去津与氯过氧化物酶、H2O2的摩尔比为1:0.0056:50。经计算，莠去津的转化率为91％。实施例11本实施例中，在室温条件下搅拌3分钟，其他步骤与实施例1相同。经计算，莠去津的转化率为86％。实施例12本实施例中在室温条件下搅拌5分钟，其他步骤与实施例1相同。经计算，莠去津的转化率为92％。为了证明本专利技术方法催化转化莠去津对环境的安全性，采用本专利技术方法催化转化莠去津后不同转化率对应的莠去津转化液(以下简称莠去津转化液)对单细胞绿藻(Chlorellapyrenoidosa)的抑制生长率作为评价标准，具体方法如下：首先用分光光度计测定普通小球藻(由中国科学院野生生物种质库——淡水藻种库提供)在680nm处的吸光度值2OD0，然后将普通小球藻和无机盐营养液(其配方由中国科学院野生生物种质库——淡水藻种库提供)按体积比为1:1混合，向所得混合液中加入其体积1/10的莠去津转化液，室温培养72小时后，用分光光度计测其在680nm处的吸光度值ODt，同时以不加莠去津本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氯过氧化物酶催化转化莠去津的方法，其特征在于：向待降解的莠去津水溶液中加入氯过氧化物酶，混合均匀，用0.1mol/L的磷酸缓冲溶液调节pH值至2.5～4，加入质量分数为30％的H2O2水溶液，在室温条件下搅拌3～10分钟，所述的莠去津与氯过氧化物酶、H2O2的摩尔比为1:0.0019～0.0075:15～50。

【技术特征摘要】
1.一种氯过氧化物酶催化转化莠去津的方法，其特征在于：向待降解的莠去津水溶液中加入氯过氧化物酶，混合均匀，用0.1mol/L的磷酸缓冲溶液调节pH值至3～3.5，加入质量分数为30％的H2O2水溶液，在室温条件下搅拌5～10分钟，所述的莠去...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋育澄，张晓，胡满成，翟全国，李淑妮，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61