过氧化物酶在有机废水处理中的应用
魏池泉1
（云南师范大学生命科学院，云南昆明650092）摘要介绍了过氧化物酶在有机废水处理中的应用，其中包括辣根过氧化物酶、木质素过氧化物酶及从植物中提取的过氧化物酶在含酚废水及含难降解的芳香族化合物废水、造纸废水处理中的研究和应用。不仅可降低有毒有机污染物的含量，而且使用固定化酶技术，必然会降低处理废水的成本，提高酶的使用效果。 关键词过氧化物酶废水处理有机废水
Application of peroxidase in the waste water pollution control捕鼠器制作
Wei Chiquan（School of Life Sciences，Yunnan Normal University，Kunming Yunnan 650092）Abstract：The application of peroxidase in environmental pollution control，including the application of horseradish peroxidase，HRP，lignin peroxidase in the treatment of wastewater of containing phenol and aromatic compounds exchanged from petrochemical and pulping industry.
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生产企业原材料的订购与运输
作者：魏池泉，男，1973年生，硕士研究生，研究方向为云南白芸豆活性物质提取。
Keywords：peroxidase；waste water treatment；summary
随着现代工业的发展，人们生活水平的提高，环境污染问题将是21世纪人们最关心的问题之一。目前我国有些地方严重的环境污染，已引起高度重视，加强环境保护和治理力度已成为社会各界的共识。在各种污染物中，有机污染物已成为重点污染源之一。现常用物理和化学方法对污染物进行处理，但这些方法设备投资很大，运转费用也昂贵，并且不能从根本上解决问题。过氧化物酶能够催化过氧化氢或低分子量的有机过氧化物与有机化合物的氧化反应，生成相应的产物。由于酶催化反应的高效性和专一性，它比常规氧化反应具有较高的选择性，反应条件也相对温和。过氧化物已被广泛应用于分析化学、环境化学和临床化学等领域，在生物传感器、材料科学方面也有应用。20世纪80年代初，KLIBANOV等首次将过氧化物酶于废水中酚类和芳香胺类化合物的处理，其后用酶法处理工业废水中酚类、胺类物质的方法越来越受到人们的关注，笔者结合过氧化物酶的催化反应机制，综述了过氧化物酶在工业废水处理中的应用。 1 过氧化物酶
弹性钢过氧化物酶是由微生物或植物所产生的一类氧化还原酶。它们能催化很多反应，但都要求有过氧化物，如过氧化氢的存在来激活。现在研究和应用较多的过氧化酶有辣根过氧化物酶(HRP)、木质素过
氧化物酶(LiP)及其他酶类。
1.1 辣根过氧化物酶
辣根过氧化物酶是酶处理废水领域中应用最多的一种酶。有过氧化氢存在时，它能催化氧化多种有毒的芳香族化合物，其中包括酚、苯胺、联苯胺及其相关的异构体，反应产物是不溶于水的沉淀物。HRP特别适合于废水处理还在于它能在一个较宽的pH和温度范围内保持活性。HRP的很多应用都集中在含酚污染物的处理方面，使用HRP处理的污染物包括苯胺、羟基喹啉、致癌芳香族化合物等。而且，HRP可以与一些难以去除的污染物一起沉淀，去除物形成多聚物而使难处理物质的去除率大。这个现象在处理含多种污染物的废水时有重要的实际应用。例如，多氯联苯可以与酚一起从溶液中沉淀下来。
1.2 木质素过氧化物酶
木质素过氧化物酶，也叫木质素酶，是Phanerochaete chrysosporium白腐真菌细胞酶系统的一部分。LiP可以处理很多难降解的芳香族化合物和氧化多种多环芳烃、酚类物质。去除酚类的优化条件：酶的浓度高，pH大于4.0，一定用量的过氧化氢。LiP固定在多孔陶瓷上并不影响它的活性，并表现出降解芳香族物质的良好性能。
1.3 植物来源的酶
从西红柿中提取的过氧化物酶用来使酚类化合物聚合。一些植物的根也可用于污染物的去除。植物过氧化物酶在处理2，4-二氯酚质量浓度高达850 mg/L的废水时，去除速率与纯的HRP差不多。去除速率与反应混合体系的pH、植物原料颗粒大小、原料用量、是否有过氧化氢参与有关。
2 过氧化物酶的理化性质
珍珠岩助滤剂木质素过氧化物酶是一系列含有一个Fe(s)-卟啉环(ⅠⅩ)血红素辅基的同功酶，在温度大于35 ℃时开始失活，最佳稳定pH是4.5，在pH 3.0以下极不稳定，加入藜芦醇能极大地增加酶的稳定性。MUTSUMI等用不含Mn2+的培养基培养Phanerochaete soriada YK2624后，发酵液中提取了一种新的Lip，该酶对多聚木质素的吸附力比黄孢原毛平革菌的Lip高，其氧化藜芦醇的最适pH为3.0，随着pH的升高，氧化速率减慢。EDTA、叠氮化物、都能抑制它的活性。TIEN等将限氮培养黄孢原毛平革菌所得的胞外酶液进行提纯分离，选择含量最大的木素过氧化物酶同工酶H8进行动力学研究，底物是藜芦醇。稳态动力学研究表明，酶催化藜芦醇的机制是双底物乒乓机制，催化反应的第一步是酶先与H2O2反应，生成一个氧化了的酶中间体，这个酶中间体通过氧化它的芳香底物藜芦醇还原成酶完成一个酶催化循环。瞬态动力学研究显示，在催化过程中，木素过氧化物酶(简称LiP)形成两个中间体LiP1和LiP2。反应过程如下所述：LiP首先被H2O2氧化，生成失去2个电子的氧化型中间体LiP1，接着氧化型中间体LiP1与一个底物分子反应，得到一个电子，生成LiP2和一个自由基产物，LiP2再得到一个电子还原成原酶LiP，同时再将一个底物分子变成自由基产物。生成的两分子芳香正离子自由基产
物将发生一系列反应，侧链C－C键很容易断裂，甲氧基苯正离子自由基倾向于水合和脱甲基形成甲醛和苯醌。
3POD在工业废水处理中的应用
由于POD能催化H2O2氧化酚类，芳香胺类物质的聚合反应，具有反应条件温和、选择性高、催化效率高的优点，所以在含酚废水、染料废水等工业废水处理有着潜在的应用前景，近年来越来越引起人们的重视。
涡轮分子泵3.1 含酚废水处理褥疮防治床垫
芳香族化合物包括酚和芳香胺，属于优先控制污染物。石油化工厂、树脂厂、塑料厂和染料厂等企业的废水中都含有这类污染物。很多酶已用于这类废水处理。
张国平等研究了用HRP对五氯酚的模拟废水进行催化聚合处理的过程。结果表明，HRP可以有效地去除五氯酚。反应的最佳pH为4～5，去除率可达95%以上。聚合处理过程中五氯酚与H2O2的反应计量比为2∶1。反应计量比以及处理过程中氯的释放实验表明，五氯酚聚合作用的主要产物是二聚体。另外，反应速度与酶和H2O2的用量有关，增加酶用量或适量增加H2O2的用量，可以明显缩短反应时间。胡龙兴等用海藻酸钙凝胶包埋HRP制成固定化酶，以H2O2为氧化剂，进行固定化酶催化氧化去
除水溶液中酚的实验研究。对于100 mL酚为100 mg/L的单一苯酚或邻氯基酚水溶液，控制条件为：3%海
