漆酶在环境保护中的应用研究进展

在有氧条件下,漆酶能降解很多难降解的化合物,在环境治理中起到重要的作用。介绍了漆酶的来源和特性,综述了漆酶在造纸废水、废纸脱墨、食品工业废水及染料脱色等领域中的应用,并对漆酶的应用前景进行展望。     

固定化漆酶对水中邻苯二胺的去除研究

以壳聚糖为载体,戊二醛为交联剂,采用交联法与吸附法相结合的方法对漆酶进行固定化,研究固定化漆酶在水处理中的应用,并进行了酶促反应的动力学和热力学分析,探讨了戊二醛质量浓度、交联时间、固定化时间以及漆酶质量浓度对固定化漆酶活性的影响。结果表明,漆酶固定化的最佳条件如下:戊二醛质量分数为5%,交联时间为8 h,固定化时间为6.5 h,酶质量浓度为20g/L。此条件下得到的固定化漆酶的比活力达到15 015.4U/g。利用制得的固定化漆酶对水中邻苯二胺进行处理。在最适温度50℃,最适pH=6条件下,利用12000U的固定化漆酶催化处理100mL质量浓度为200mg/L的邻苯二胺溶液,反应6 h后邻苯二胺的去除率达到94.8%。连续5次重复使用固定化漆酶处理邻苯二胺,6 h降解率均在60%以上。用自来水代替蒸馏水配制邻苯二胺溶液时,底物的去除率为55.1%,去除效果明显降低。固定化漆酶处理邻苯二胺反应属于一级反应,反应活化能约为44.1 kJ。     

漆酶介体系统对蒽与苯酚共存体系的降解研究

以2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)为介体,研究了漆酶/ABTS介体系统对蒽与苯酚共存体系的降解效果,并考察了不同苯酚浓度对共存体系中蒽降解效果的影响。同时,分析了漆酶/ABTS介体系统对共存体系的作用机理。结果表明,苯酚的引入会抑制蒽的去除,且随着苯酚浓度的增大,蒽降解被抑制地更明显,而蒽对苯酚的降解影响可以忽略不计;蒽体系和蒽与苯酚共存体系中蒽的氧化降解过程均符合一级动力学规律。     

一株酸性红B脱色菌的鉴定及脱色动力学

从城市生活污水处理厂的活性污泥中分离对酸性红B具有脱色活性的菌株,考察了不同碳源、不同氮源、葡萄糖初始质量浓度、酸性红B初始质量浓度、温度、pH值等因素对酸性红B脱色效果的影响,对菌株脱色酸性红B的条件进行了优化,研究了脱色的动力学方程。获得了对酸性红B具有良好脱色能力的菌株,对50 mg/L酸性红B模拟废水的脱色率可达96.65%,命名为Y15。通过形态学、16S rDNA序列分析鉴定得到Y15菌株为肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)。肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)对酸性红B脱色需要外加碳源,以葡萄糖最好,但不能超过2.0 g/L;适宜氮源是(NH_4)_2SO_4。在葡萄糖初始质量浓度为2 g/L、初始酸性红B质量浓度为50 mg/L、温度为35℃、初始pH值为8.0时脱色效果显著。在温度为20~40℃范围内,脱色效果符合一级动力学方程。     

杂色云芝漆酶和发酵液降解对苯二酚研究

测定和分析了杂色云芝漆酶和杂色云芝发酵液对对苯二酚的降解反应.通过对不同底物质量浓度下杂色云芝漆酶酶学反应动力学特征分析,求得漆酶Lac A对对苯二酚的酶反应动力学方程V=1.52Cs/(16.55 Cs)和底物抑制反应速率方程γs=1.02/(1 12.86/Cs Cs/137.17).发酵液对对苯二酚的降解反应进程符合一级反应动力学方程lnC=-kt 6,发酵液对对苯二酚的降解反应动力学基本符合Michelis-Menten酶学反应动力学方程Vf=1.77Cs/(3.63 Cs),研究表明Lac A与发酵液对对苯二酚的酶学反应动力学具有较大的相似性,也存在着底物抑制现象,其底物抑制的动力学方程为γs'=1.40/(1 5.75/Cs Cs/278.26).比较漆酶纯酶Lac A和发酵液对对苯二酚反应的Km和Vmax数值,发现杂色云芝发酵液Km较小而Vmax数值较大,说明发酵液较漆酶纯酶具有更高的底物亲和力和催化效率.     

亚硝酸盐对再生水脱色的影响研究

反硝化生物滤池因其脱氮效果好、出水稳定等特点在污水再生处理过程中得到广泛应用。实际运行中发现,反硝化生物滤池出水经后续工艺处理后色度常常难以达标。反硝化脱氮过程存在亚硝酸盐积累的现象,进水NO_3~--N质量浓度为25 mg/L、碳源投加量为90mg/L时,反硝化滤池出水NO_2~--N质量浓度为2.87 mg/L。以反硝化生物滤池与臭氧氧化组合工艺为研究对象,开展了反硝化过程中亚硝酸盐累积对臭氧及次氯酸钠脱色的影响研究。结果表明,亚硝酸盐累积不利于后续臭氧氧化脱色过程,当反硝化生物滤池出水NO_2~--N质量浓度为3.98 mg/L、臭氧投加剂量为3 mg/L和5 mg/L时,出水色度分别为20.6和17.3,无法满足GB/T 19772—2005《城市污水再生利用地下水回灌水质》的要求(色度15)。通过投加5 mg/L的NaClO预氧化、再投加5 mg/L的臭氧使出水色度达到14.1。     

基因工程菌的发酵及偶氮染料脱色研究

考察了本实验室自行构建的基因工程菌pGEX-AZR／E.coli JM-109的培养条件（碳源、氮源及其量的选择,接种量、温度、pH值）;并考察其偶氮染料脱色能力范围。     

纳米羟基磷灰石对小麦植物酶及土壤酶活性的影响研究

采用土培方式研究纳米羟基磷灰石(NHAP)在不同质量分数下,小麦幼苗植株中3种植物酶及3种土壤酶活性的变化,并探讨添加不同质量分数NHAP对植物及土壤的影响.研究结果表明,添加NHAP后在初期(第7 d)能显著(p＜0.05)提高土壤pH值,但随着培养时间的推移,在第21 d时,对照处理(CK)与添加不同质量分数NHAP的处理1(T1)、处理2(T2)、处理3(T3)各处理间差异不显著(p＞0.05).添加NHAP可提高植物超氧化物歧化酶(SOD)活性,处理21 d后,与CK相比,除T1处理外,T2、T3处理SOD酶活性均显著提高.添加NHAP降低可过氧化物酶(POD)活性,在21 d处理时,T3处理POD酶活性显著降低,而T1、T2处理不明显.与CK相比,添加NHAP对植物过氧化氢酶(CAT)酶活性影响不显著.添加NHAP能提高小麦根际土壤过氧化氢酶活性,在第21 d,T1、T2、T3处理的土壤中过氧化氢酶活性显著增强,比CK分别提高19.5％、29.0％、49.8％.小麦根际土壤脲酶活性随时间延长变化不同,前14 d随NHAP质量分数升高而增加,之后随NHAP质量分数升高变化不明显.施加NHAP对土壤碱性磷酸酶活性影响不明显.综合考虑NHAP对小麦植物酶活性及土壤酶活性的影响以及经济成本等因素,确定添加纳米羟基磷灰石的适宜质量分数为1％.     

UV/Fenton降解染料橙黄Ⅱ的脱色研究

以偶氮染料橙黄Ⅱ为对象,研究Fenton反应和紫外光辐射条件下,废水初始pH值、H2O2浓度,Fe2+浓度及反应物初始浓度对橙黄Ⅱ脱色效果的影响.结果表明,紫外光与Fenton试剂有明显协同作用,以紫外灯UV254为光源,橙黄Ⅱ质量浓度20 mg/L、pH=3.0、H2O2浓度0.2 mmol/L、Fe2+浓度0.04 mmol/L、反应40 min条件下,橙黄Ⅱ的脱色率为95%,比传统Fenton试剂的脱色率提高了15%.本研究为实际染料废水的治理提供了一种新方法.     

黄孢原毛平革菌对印染废水脱色条件研究

根据黄孢原毛平革菌的生长和代谢特点,设计了不同废水浓度、不同菌龄、不同温度、不同转速和不同pH值条件,研究黄孢原毛平革菌对工业印染废水的脱色效果.研究表明,印染废水最佳稀释倍数为8倍,脱色用菌丝球最佳接种菌龄为3d,脱色适宜温度为38℃,摇床转速为150～180r/min,脱色初始pH值为3.4～4.6.     

人为干预条件下油菜对镉、铬污染土壤的生物效应

采用盆栽模拟试验,研究了在强化剂乙二胺四乙酸钠(EDTA)、柠檬酸(CA)和钝化剂石灰存在的条件下,土壤存在单一Cd、Cr及复合Cd、Cr污染时,甘蓝型油菜“甘杂1号”(Brassica napus L.)对Cd、Cr的吸收富集效应.结果表明:1)1.6 mg/kg的Cd和170 mg/kg的Cr单一及复合污染能够促进油菜的生长;2)当Cd为1.6 mg/kg、Cr为170 mg/kg时,10 mmol/kg的EDTA和CA能够有效促进油菜对Cd、Cr的吸收富集,相比对照,无论是单一还是复合污染,其Cd、Cr累积量都有显著增加,但10 mmol/kg的EDTA和CA均抑制了油菜的生长,植株的叶面出现了不同程度的失绿、发黄、脱水、脱落等症状;3)当向污染土壤中添加1.5 g/kg钝化剂石灰时,油菜各部分Cd、Cr的质量比相比对照显著下降,但对油菜的正常生长没有显著影响;4)各部分Cd、Cr质量比随添加强化剂、钝化剂的不同,有明显的变化.研究表明,“甘杂1号”油菜对低浓度Cd、Cr单一及复合污染表现出一定的耐性和吸收能力.     

基于B/S+C/S的矿山安全标准化管理信息系统研究

首先介绍了安全标准化实施的关键步骤、技术特点及其在矿山的应用,通过现场调研、安全培训,危害辨识与风险评价、文件汇编等环节在山西某矿山建立了安全标准化管理信息系统,在此基础上开发了与之相配套的、基于B/S和C/S混合模式的、在局域网上运行的应用软件--矿山安全标准化管理信息系统.系统由统一信息发布平台、即时报警系统、安全记录管理系统、统计分析系统等14个子系统组成.系统的应用提升了矿山安全生产整体水平,实现了矿山安全标准化和信息化.     

B/S构架下基于JavaEE与Comet技术的油气泄漏实时监控系统

针对传统WEB监控技术实时性较差、服务器负担重、监控人员任务繁琐等问题,提出了一种基于JavaEE(Java 2 Platform Enterprise Edition)与Comet技术(服务器推技术)的油气泄漏实时在线监控技术。该技术采用多层B/S(Browser/Server)模式软件体系结构,充分利用JavaEE分布式计算平台的优越性,建立了基于Comet目标参数实时在线监控技术的系统模型。通过实时监控实例,对其工作性能进行了验证,实现了实时、远程应急管理与控制。