生物炭和碳纳米管固定化漆酶去除水体雌二醇

漆酶是一类具有高效的催化氧化能力的含铜多酚的氧化酶,而固定化漆酶技术在有机废水处理领域受到了越来越多的关注。通过比较吸附法和包埋法利用木炭(WB)、竹炭(BB)和碳纳米管(CNT)固定游离漆酶去除水体雌二醇(E2)。在25 °C 、pH=5条件下,固定化漆酶经120 h 贮存仍保留80%的活性。经过5次循环研究,固载的漆酶仍保留了27%~58%的剩余活性。结合扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱,证实了漆酶成功地负载在碳基材料上。仅在 8 h内,50 mg·L⁻¹ E2通过吸附法制备的WB、BB、CNT固定化漆酶去除了42.92%、47.66%、43.92%,而包埋法制备的WB、BB、CNT固定化漆酶分别去除84.08%、87.20%、87.86%。结果表明,包埋法固定化漆酶对E2的去除效率更优,这是由于包埋固载在生物炭和CNT的漆酶更为稳定。此外,K⁺和Mn²⁺离子可能通过干扰漆酶的电子传递过程影响漆酶的活性,从而抑制E2的去除。本研究旨在为固定化漆酶在有机废水处理的实际应用提供指导。     

表面铜螯合磁性二氧化硅固定化漆酶及其催化降解水中2，4-二氯酚

利用磁性二氧化硅表面接枝的聚丙烯酰胺络合Cu2＋离子,制备了表面铜螯合磁性SiO：材料,采用傅立叶红外光谱（FT．IR）,X射线衍射（XRD）对该磁性材料进行了表征,并通过配位作用固定化漆酶,考察了其对水中2,4-二氯酚（2,4-DCP）的催化降解效能及主要影响因素。结果表明,表面铜螯合磁性SiO：固定化漆酶对2,4-DCP具有较好的催化降解效能,利用8g／L固定化漆酶催化降解50mL初始浓度为24．25mg／L的2,4-DCP,反应12h2,4-DCP去除率达91％;当pH值在3．0～6．0范围内时,2,4-DCP的去除率随反应pH值的增加而升高;2,4-DCP初始浓度在14．39～257．6mg／L范围内时,反应12h,2,4-DCP的去除率均达85％以上;给酶量增加促进2,4-DCP的去除,但过多的给酶量导致单位质量固定化漆酶催化降解2,4-DCP的速率下降;水中硫酸根离子对固定化漆酶催化降解2,4-DCP具有明显的促进作用,而碳酸氢根离子明显抑制反应的进行。     

漆酶/香草醛体系生物降解毒死蜱影响因素的研究

研究了漆酶介体体系对有机磷农药毒死蜱生物降解的效果及影响因素.通过对6种介体的试验比较,筛选了合适的介体.在试验条件下,1-羟基苯并三唑(HBT)和2,2’-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS)对漆酶降解毒死蜱存在一定的抑制作用,紫脲酸(VA)和2,6-二甲氧基苯酚(2,6-DMP)对漆酶降解毒死蜱未起促进作用,而天然产物香草醛和愈创木酚可促进漆酶降解毒死蜱,香草醛的促进作用最为明显,选择香草醛作为漆酶介体体系中的介体.研究了漆酶/香草醛体系中,反应时间、漆酶初始酶活、pH、温度、介体投加量及投加方式、毒死蜱初始浓度等因素对毒死蜱生物降解效果的影响.结果表明,控制漆酶初始酶活为0.050 U/mL、pH为5.0、温度30℃,分2次投加香草醛(香草醛与毒死蜱初始值摩尔比分别为40和80)情况下,漆酶/香草醛体系即可在24 h内实现对25 mg/L毒死蜱的有效降解,降解率达98％.     

Ganoderma sp. SYBC L48漆酶酶学性质及其对酸性红1的脱色性能

对灵芝菌Ganoderma sp. SYBC L48漆酶进行了纯化和酶学性质分析,并利用该漆酶对偶氮染料酸性红1进行脱色处理;考察了脱色体系中各因素对脱色效率的影响;采用小麦种子和水稻种子对酶处理后的染料进行了毒性测试。结果表明,以ABTS为底物时,该酶的最适pH为2.5,最适温度为60 ℃,在pH 5~9和20~60 ℃具有良好的稳定性,Co2+、Cr3+和Fe3+离子对酶活性有较强的抑制作用。在染料浓度100 mg·L-1,酶浓度0.5 U·mL-1,介体HOBT浓度0.25 mmol·L-1,pH为4,50 ℃的条件下反应30 min后,该漆酶对酸性红1的脱色率可达90.3%;1 mmol·L-1的Cr3+、Cu2+、Al3+和Ni2+存在下,漆酶仍能催化酸性红1脱色;脱色后染料的植物毒性下降。上述结果表明该漆酶在纺织废水处理中具有一定的应用前景。     

大孔树脂白球固定化微生物强化处理对甲苯胺废水的研究

采用大孔树脂白球固定化微生物强化SBR处理含对Ep苯胺废水,与对照组相比,通过投加大孔树脂白球固定化微生物可以有效提高反应器的处理效率。在进水TOC为434．8mg／L,对甲苯胺为326．9mg／L的条件下,强化组可在180min内将TOC和对甲苯胺基本去除完全,去除率在98％以上,对照组则需要300min才能达到相同的去除效果。强化组对氨氮的去除同样具有较好的处理效果。     

有机磷降解酶的固定化及其工业化应用初探

采用一种新型的酶固定化方法,在大孔微球中对有机磷降解酶（OPHC2）固定化,制备固相载体化的交联酶聚集体固定化酶。对具有实际应用意义的参数：热稳定性、牢固度和连续反应批次进行了重点研究。结果表明,有机磷降解酶固定化酶的半衰期在70℃时比游离酶提高了2.1倍。固定化酶分别在37℃的摇床中经14 h高速振荡,以及在pH 8、37℃条件下循环反应49个批次降解甲基对硫磷后,均未发现固定化酶酶活力下降。在37℃,有机磷降解酶固定化酶柱以每小时3倍柱床体积的速率对甲基对硫磷农药乳油的稀释液（甲基对硫磷含量为216 mg/L）进行降解处理,系统连续工作156 h,甲基对硫磷的降解率保持在98.4%～99.9%。     

漆酶/HBT介质系统对靛蓝染料及废水脱色的初步研究

以云芝(Trametes versicolor)1126发酵所得漆酶粗酶液与1-羟基苯并三唑(HBT)组成的漆酶/HBT介质系统对靛蓝染料进行脱色实验,分别考察了温度、转速、pH和HBT与漆酶的加入量等条件对靛蓝染料脱色的影响.最终确定的优化脱色条件为:温度60℃,转速200r/min, pH4.5, 100mL靛蓝染料"溶液"中粗酶液和HBT溶液分别加入2mL.以上述脱色条件对靛蓝印染废水进行脱色实验,反应80min,脱色率可达90.1%.     

漆酶-介体系统对多种不同结构染料的脱色效果

为研究漆酶在染料废水处理方面的潜力,选用毕赤酵母表达的担子菌Moniliophthora roreri来源的漆酶Mrl2,与小分子介体(1-羟基苯并三唑、藜芦醇、对香豆酸、N-羟基邻苯二甲酰亚胺) 协同,用于对5类不同结构和类型的染料(偶氮类、三苯甲烷类、蒽醌类、靛蓝类、吩噻嗪类)的脱色效果研究。结果表明：在小分子介体1-羟基苯并三唑(HOBT)的帮助下,漆酶对属于偶氮类、三苯甲烷类、蒽醌类、靛蓝类的9种染料脱色率均能达到95%以上;对结构更复杂的杂环吩噻嗪类染料天青I的脱色效率均较低,在最佳介体对香豆酸辅助下可达40%的脱色率。进一步对天青I染料脱色体系优化发现,在pH为6.0、对香豆酸浓度为2 mmol·L⁻¹、漆酶浓度为125 U·L⁻¹时,Mrl2对天青I的脱色率可达到81%。以上结果表明该重组漆酶在染料废水处理和环境保护等方面具有较好的应用价值和前景。     

一株高产纤维素酶真菌的分离及产酶特性研究

一株高产纤维素酶真菌D1,经纤维素刚果红平板识别、滤纸崩解实验初筛以及液体发酵产酶复筛,从腐烂秸秆中被分离出来.经形态观察和18S rDNA基因片断分析,被鉴定为草酸青霉(Penicillium oxalicum).通过单因子及正交实验,D1液态发酵产酶条件得到优化.最佳产酶条件为:碳源为麸皮∶稻草=3∶7(w/w),...     

灵芝漆酶对直接蓝86的催化脱色性能

利用灵芝菌Ganoderma lucidum U-281漆酶对直接蓝86进行酶促氧化脱色,并对其降解机理进行了探讨。结果表明,染料-漆酶共反应体系在20～50℃及pH小于5.0范围内,直接蓝86均可脱色50%以上;漆酶对直接蓝86具有宽泛的浓度适应性,对300 mg/L的该染料仍具有耐受性。最优脱色工艺参数为温度40℃、pH 5.0、染料初始浓度200 mg/L、漆酶用量1 U/mL。在优化条件下,直接蓝863 h的脱色率达到54.54%,48 h脱色率达到91.54%。紫外-可见吸收光谱分析表明,漆酶的酶促氧化导致染料的分子结构产生了变化,是造成直接蓝86脱色的主要发生机制。     

固定化原油降解菌的制备及其性能研究

从石油污染土壤中筛选出的石油降解菌Y-13对石油的降解率为57.45%,经初步鉴定为芽孢杆菌属,以Y-13为固定化对象,选择聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)为主要载体材料,以胜利原油为反应底物,研究了固定化微球的制备和运行条件对微球性能的影响,实验确定了PVA-H3BO3包埋法制备固定化微球的最佳条件,最高降解率为79.04%;对PVA-H3BO3微球的性能测定结果表明:这种固定化微球具有良好的机械强度、弹性和渗透性、较高的比表面积和孔容;固定化微球比游离细菌对外界的适应性要强,适宜pH值、接种量和活化时间分别为7.5、1∶10和21 h。     

树脂法去除并回收富营养化河涌水中的磷

磷作为一种重要的元素而被广泛应用于农业与工业中,然而磷的过量排放已成为许多封闭半封闭水体富营养化和沿海赤潮频繁发生的原因之一.去除水体中的营养盐特别是磷酸盐,是有效控制水体富营养化的关键.广州市某河涌水含总磷2.6 mg/L,采用并选择DS离子交换树脂对水中磷进行动态吸附和去除,可使水中的磷降至排放标准以内,解决河涌水含磷高的富营养化问题.由DS树脂所吸附的磷,通过淋洗可得到含磷富集液,使磷从水体中完全分离出来并获得回收.DS树脂的再生能力强,经6次吸附-解吸-再生后,树脂对河涌水中磷的去除率仍可达到90％以上.     

辛基酚聚氧乙烯醚高效降解混合菌L9的固定化及其条件优化

为彻底高效解决辛基酚聚氧乙烯醚的环境危害,以海藻酸钠和聚乙烯醇为载体,以辛基酚聚氧乙烯醚高效降解混合菌L9为材料,采用海藻酸钠、聚乙烯醇和聚乙烯醇+海藻酸钠制备固定化混合菌L9,研究了各固定化混合菌L9颗粒的机械稳定性与化学稳定性,结果表明,利用聚乙烯醇+海藻酸钠制得的固定化混合菌L9颗粒具有较高的机械和化学稳定性。利用正交实验对聚乙烯醇+海藻酸钠固定化条件进行优化,得到聚乙烯醇浓度8.0%,海藻酸钠浓度1.0%,交联剂2%氯化钙的饱和硼酸溶液,包埋菌量与包埋剂的体积比值2：1,交联时间24 h为聚乙烯醇+海藻酸钠固定化混合菌L9的最佳条件。考察不同环境条件（温度、pH值和底物浓度）对固定化混合菌L9与游离混合菌L9降解辛基酚聚氧乙烯醚的影响,结果显示,固定化混合菌L9对各环境因素（温度、pH值和底物浓度）的耐受范围都比游离混合菌L9宽,在实际环境应用中更能保持稳定的生物活性,研究结果对解决当前制革、洗涤、农药等行业产生的辛基酚聚氧乙烯醚的环境污染问题具有指导作用。     

海泡石及其复配材料钝化修复镉污染土壤

选取湖北大冶Cd污染土壤,采用室外盆栽实验,研究了海泡石、酸改性海泡石以及二者与石灰、磷酸盐配合使用对油菜生物量、体内Cd含量以及土壤pH和有效态Cd含量的影响。结果表明,不同钝化剂处理均能有效提高油菜地上部和根部生物量,最大分别提高1.03和1.43倍,复合处理以及改性海泡石单一处理的增产效果优于海泡石单一处理。不同钝化剂处理均能显著降低油菜地上部和根部Cd含量,最大分别降低66.40%和22.68%。钝化剂复合处理比单一处理对降低油菜Cd吸收的效果显著,6%的钝化剂添加量较为合适。钝化剂复合处理以及海泡石单一处理均能显著提高土壤pH。不同钝化剂处理均能显著降低土壤有效态Cd含量,钝化剂复合处理对土壤Cd有效性的影响要比单一处理显著。综合实验结果,海泡石与磷酸盐复合处理对土壤Cd污染的钝化修复效果最佳。     

树脂与活性炭吸附油气的实验研究

吸附剂的性能对油气吸附分离的效果起着决定性的作用。测定了活性炭和吸附树脂在常温下对油气的静态吸附和脱附特性,比较吸附树脂与活性炭的吸附率、解吸率。实验结果表明,吸附树脂吸附率高,解吸容易。测定了活性炭和吸附树脂对油气的吸附穿透曲线和热效应。实验结果表明,吸附树脂的穿透时间长,温升略低,适于油气吸附分离。同时,利用Yoon Nelson模型较好地模拟了吸附树脂吸附油气的穿透曲线,从而可为吸附树脂吸附塔设计提供理论依据。     

Immobilization of laccase by Cu2+ chelate affinity interaction on surface-modified magnetic silica particles and its use for the removal of 2,4-dichlorophenol

Magnetic Cu²⁺-chelated silica particles that employ polyacrylamide as a metal-chelating ligand were developed and used to immobilize laccase by coordination. The particles were characterized by scanning electron microscope and Fourier transform infrared spectroscopy. The preparation, the enzymatic properties of the immobilized laccase, and its catalytic capacity for 2,4-dichlorophenol degradation were systemically evaluated. The results showed that immobilized laccase exhibited maximum enzyme activity when it was immobilized for 1 h at a pH of 4.0 and a temperature of 5 °C. The optimum laccase dose was 20 mg/g of carrier. In comparison to free laccase, the immobilized laccase had better acid adaptability and thermal stability. Higher activity was observed for immobilized laccase at a pH range of 2.0 to 3.5 and temperatures from 25 to 40 °C. The immobilized laccase that was prepared for this work exhibited a good catalytic capacity for removing 2,4-dichlorophnol from aqueous solutions.     

软水树脂再生废液提高印染污泥脱水性能的研究

研究了软水树脂再生废液和热处理对印染污泥脱水性能的影响。以污泥比阻（SRF）和毛细吸水时间（CST）作为评价污泥脱水性能的指标,通过测定污泥Zeta电位和FT-IR光谱来阐述污泥脱水机理。实验确定的最佳污泥脱水条件为：加热温度70℃,100 mL污泥添加30 mL软水树脂再生废液（软水树脂再生废液中Ca2+的量约为干污泥质量的11.9%）,污泥比阻由2.52×1011 m·kg-1降至0.85×1011 m·kg-1,污泥CST由15.2 s降至8.9 s。随着Ca2+浓度的增加,可使污泥表面电荷明显减少,较高的温度可能会加强这种影响。FT-IR光谱表明,Ca2+能与絮体的O-H官能团、蛋白质等相互作用。实验还对软水树脂再生废液与常用阳离子絮凝剂FeCl3和Al2（SO4）3的絮凝效果进行了比较。研究证明软水树脂再生废液可作为絮凝剂使用,是一种经济有效的改善污泥脱水性能的方法,且实现了废物利用。     

生物炭对Cd污染土壤的修复效果与机理

通过修复培养实验和BCR连续提取实验研究牛粪生物炭（DM）和水稻秸秆生物炭（RS）对2种镉污染土壤的修复效果、影响因素及修复后的Cd的形态分布,探讨可能存在的修复机理。经56 d修复后,与CK相比,5%添加量的牛粪生物炭（DM5%）和水稻秸秆生物炭（RS5%）使TCLP提取态Cd在S1土壤中分别降低了15%和18%,在S2土壤中分别降低了5%和6%。但生物炭添加量为1%时对S2土壤中Cd无显著修复效果。DM5%和RS5%处理使Cd的酸可溶态在S1土壤中降低8.66%和9.25%,在S2土壤中降低7.86%和13.4%,相应的残渣态在S1土壤中升高8.30%和10.54%,在S2土壤中升高8.67%和14.92%。同时,DM5%和RS5%处理使土壤pH提高了7.69%~13.13%,TCLP提取态P增高了0.046~0.39 mg·g-1。结果表明,添加量为5%的牛粪生物炭和秸秆生物炭可有效修复Cd污染土壤。