酶在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用.doc

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1、酶在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，人類賴以生存的環(huán)境質(zhì)量,是目前舉世矚目的重大問題。對(duì)日益嚴(yán)峻的全球化環(huán)境污染問題，酶在環(huán)保方面的應(yīng)用日益受到關(guān)注，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展前景。為環(huán)境保護(hù)污染治理提供了新的技術(shù)手段。?本文介紹了酶工程基本技術(shù)，包括酶制劑的生產(chǎn)、酶的分離純化，酶的固定化技術(shù)、酶的改造和修飾等，綜述了酶在環(huán)境保護(hù)方面，包括水凈化、石油和工業(yè)廢油的處理、白色污染的治理和環(huán)境監(jiān)測(cè)等方面的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀。關(guān)鍵詞：酶工程；環(huán)境保護(hù)；環(huán)境監(jiān)測(cè)；廢水處理；可生物降解材料開發(fā)；石油和工業(yè)廢油眾所周知,酶作為一種高效生物催化劑,能在十分溫和的條件下起高數(shù)率的

2、催化作用,并且具有高度的區(qū)域選擇性和立體專一性。因此,它有著化學(xué)催化劑所無可比組的優(yōu)越性,已經(jīng)廣泛應(yīng)用在食品工業(yè)、藥物工業(yè)和洗議劑工業(yè)。近年來環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，酶的作用也從工業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)移至環(huán)境治理中來。人類的生產(chǎn)和生活與自然環(huán)境密切相關(guān)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，地球環(huán)境由于受到各方面因素的影響，正在不斷惡化，人類開發(fā)利用自然資源的能力和范圍不斷擴(kuò)大，隨之而來的環(huán)境污染問題也越來越嚴(yán)重，已經(jīng)成為舉世矚目的重大問題。環(huán)境污染已成為制約人類社會(huì)發(fā)展的重要因素，我國每年排放大量廢水(416億t)、廢氣和煙塵(2000萬t)以及固體廢棄物(i000億t)，污染達(dá)到相當(dāng)嚴(yán)重的地

3、步。因此環(huán)境保護(hù)問題越來越受到人們的重視。20世紀(jì)以來，在化學(xué)和生物學(xué)之間的交叉地帶形成的生物技術(shù)占據(jù)了重要的地位，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、食品等方面得到了廣泛的應(yīng)用，并對(duì)解決當(dāng)代資源、能源、環(huán)保等多方面問題起著舉足輕重的作用。而作為生物工程的重要組成部分，酶和酶工程受到生物化學(xué)工作者的重視，幾種新興的技術(shù)產(chǎn)業(yè)已成為優(yōu)先發(fā)展的高科技領(lǐng)域。酶在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用1.酶在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用環(huán)境監(jiān)測(cè)是了解環(huán)境情況、掌握環(huán)境質(zhì)量變化，進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。酶在環(huán)境監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用越來越廣泛，已經(jīng)在農(nóng)藥污染的監(jiān)測(cè)、重金屬污染的監(jiān)測(cè)、微生物污染的監(jiān)測(cè)等方面取得重要成果。?（1）

4、利用膽堿酯酶檢測(cè)有機(jī)磷農(nóng)藥污染?最近幾十年來，為了防治農(nóng)作物的病蟲害，大量使用各種農(nóng)藥。農(nóng)藥的大量使用，對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的提高起了一定的作用，然而由于農(nóng)藥，特別是有機(jī)磷農(nóng)藥的濫用，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，破壞了生態(tài)環(huán)境。為了監(jiān)測(cè)農(nóng)藥的污染，人們研究了多種方法，其中采用膽堿酯酶監(jiān)測(cè)有機(jī)磷農(nóng)藥的污染就是一種具有良好前景的檢測(cè)方法。?膽堿酯酶可以催化膽堿酯水解生成膽堿和有機(jī)酸：?有機(jī)磷農(nóng)藥是膽堿酯酶的一種抑制劑，可以通過檢測(cè)膽堿酯酶的活性變化，來判定是否受到有機(jī)磷農(nóng)藥的污染。20世紀(jì)50年代，就有人通過檢測(cè)魚腦中乙酰膽堿酯酶活力受抑制的程度，來檢測(cè)水中存在的極低濃度的有機(jī)磷農(nóng)藥

5、。現(xiàn)在可以通過固定膽堿酯酶的受抑制情況，檢測(cè)空氣或水中微量的酶抑制劑（有機(jī)磷等），靈敏度可達(dá)0.1mg/L。（2）利用乳酸脫氫酶的同工酶監(jiān)測(cè)重金屬污染?乳酸脫氫酶有5種同工酶。它們具有不同的結(jié)構(gòu)和特性。通過檢測(cè)家魚血清乳酸同工酶（SLDH）的活性變化，可以檢測(cè)水中重金屬污染的情況及其危害程度。鎘和鉛的存在可以使SLDH4活性升高；汞污染使SLDH1活性升高；銅的存在則引起SLDH4的活性降低。?（3）通過β–葡聚糖苷酸酶監(jiān)測(cè)大腸桿菌污染?將4–甲基香豆素基–β–葡聚糖苷酸摻入選擇性培養(yǎng)基，樣品中如果有大腸桿菌存在，大腸桿菌中的β–葡聚糖苷酸酶就會(huì)將其水解，生成甲基香

6、豆素。甲基香豆素在紫外光的照射下發(fā)出熒光。由此可以檢測(cè)水或者食品中是否有大腸桿菌污染。（4）利用亞硝酸還原酶檢測(cè)水中亞硝酸鹽濃度?亞硝酸還原酶是催化亞硝酸還原生成一氧化氮的氧化還原酶。?利用固定化亞硝酸還原酶，制成電極，可以檢測(cè)水中亞硝酸鹽的濃度。2.酶在廢水處理方面的應(yīng)用?廢水中的有毒物質(zhì)的成分十分復(fù)雜，包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機(jī)磷、有機(jī)汞、有機(jī)酸、醛、醇及蛋白質(zhì)等等。微生物通過自身的生命活動(dòng)可以解除污水的毒害作用，從而使污水中的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化為有益的無毒物質(zhì)，使污水得到凈化。當(dāng)今固定化酶和固定化細(xì)胞技術(shù)處理污水就是生物凈化污水的方法之一。?有的廢水中含有淀

7、粉、蛋白質(zhì)、脂肪等各種有機(jī)物質(zhì)，可以在有氧和無氧的條件下用微生物處理，也可以通過固定化淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等進(jìn)行處理。冶金工業(yè)產(chǎn)生的含酚廢水，可以采用固定化酚氧化酶進(jìn)行處理。?含有硝酸鹽、亞硝酸鹽的地下水或廢水，可以采用固定化硝酸還原酶，亞硝酸還原酶、和一氧化氮還原酶進(jìn)行處理。?總之酶在污水處理中具有以下的優(yōu)點(diǎn)：a、能處理難以生物降解的化合物；b、高濃度或低濃度廢水都適用；c、操作時(shí)的PH值、溫度和鹽度的范圍均為很廣；d、不會(huì)因?yàn)樯镔|(zhì)的聚集而減慢處理速度，處理過程的過程控制簡(jiǎn)單易行等。?運(yùn)用固定化酶和固定化細(xì)胞可以高效處理廢水，此方面國內(nèi)外成功的例子很多，如