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过氧化物酶在有机废水处理中的应用 环境污染与防治网络版第 7 环境污染与防治 网络版 第 7 期 2008 年 7 月 PAGE PAGE 2 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 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 1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。 exchanged from petrochemical and pulping industry. 环境污染与防治 网络版 第 7 期 2008 年 7 月 4 环境污染与防治网络版第 7 环境污染与防治 网络版 第 7 期 2008 年 7 月 PAGE PAGE 5 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。 过氧化物酶的理化性质 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、氰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。 POD 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。 含酚废水处理 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