改性粘土固定辣根过氧化物酶对2,4,6-TCP的催化降解研究

摘要

2,4,6-TCP是重要的环境污染物之一.自20 世纪30年代早期,2,4,6-TCP 已广泛应用于生产制造木材防腐剂、杀菌剂、除草剂和杀虫剂.由于其具有强毒性、致癌性以及在环境中持久存在的特点,对人类健康和生态环境构成了严重威胁. 本工作选用廉价易得的粘土矿物蒙脱土为模板，经黄腐酸活化后对辣根过氧化物酶(Horseradish peroxidase,HRP)进行固定。利用固定化的HRP催化降解水中的2,4,6-TCP，以自由酶催化反应做对比，研究了不同催化时间、pH值、温度以及固化HRP浓度对催化反应的影响，并对固化HRP催化降解2,4,6-TCP进行了动力学分析，考察了固化HRP的重复使用性和储存稳定性。结果表明，黄腐酸活化的蒙脱土固定的HRP活性可高达112 U·g-1;固化HRP催化降解100μm 2,4,6-TCP在反应20 min后即可将2,4,6-TCP基本去除，催化降解速度高于自由酶;HRP经过黄腐酸改性的蒙脱土固化后，在最优pH为6时反应1 min有最高催化去除率47.4%高于自由酶在最优pH为5的催化去除率;固化HRP催化反应的适宜温度范围比自由酶更宽泛，即使在60℃的高温下催化去除率还可达到33.6%;固化HRP在较低活性浓度0.15 U·mL-1时反应1 min对2,4,6-TCP的催化去除率已高达96.7%。通过双倒数作图法计算得出固化HRP催化2,4,6-TCP的反应动力学参数Vmax=7.14× 10-4 M·min-1，Km=1.56×10-3M。固化HRP与自由酶相比，固化HRP的储存稳定性极高，40天后依然可以保留80%以上的活性。