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本文选择了介孔硅材料MSU-F和聚乙二醇基(PEG)水凝胶,将漆酶分别以吸附/交联法和包埋/交联法固定,从酶的固定量、活性回收率等方面优化固定过程,并选择典型的内分泌干扰物双酚A(BPA)为目标污染物,解析了各种因素对其降解效果的影响,并将其应用到小型流化床反应体系。在此基础上,考察了无机添加剂和有机添加剂对漆酶降解双酚A的促进作用。同时,采用气质液质联用仪和高效液相色谱质谱联用探索了双酚A的降解途径及降解中间产物。主要研究内容和成果如下:以介孔硅材料MSU-F为载体,使用双功能基团戊二醛为交联剂,采用吸附/交联法固定漆酶时,最佳的固定条件为pH 3.5,载体与漆酶混合时间为30 min,制备的固定酶(SER/Lac)的酶固定量为30.3 wt%,活性回收率为12.1%,且固定后的酶对pH和温度的敏感性降低,存储稳定性也得到提高。以ABTS为底物测试了SER/Lac的米氏常数Km和反应速率Vmax,分别为31.96μM和0.023μM/min,而游离酶的米氏常数Km和反应速率Vmax分别为20.32μM和0.045μM/min,说明固定后的酶亲和力降低,同时反应速率也降低,但是对pH和温度的敏感性也降低了,说明酶的稳定性得到了提高。将SER/Lac用于处理双酚A时,其降解效果优于游离酶,且在pH=5、投加量=0.48 U/L时,最有利于SER/Lac发挥酶降解作用。载体介孔硅MSU-F本身对双酚A的吸附作用可以忽略不计,双酚A的去除主要源于酶的催化降解;盐度和其他酚类物质的共存会对酶降解双酚A起到一定的抑制作用。根据实验观察和产物分析结果,推测酸性条件更有利于形成絮凝状的低聚物,且聚合物的形成可能需要有双酚A的参与。根据GC/MS分析,其上清液中的主要成分为对异丙烯基苯酚,并且根据HPLC/MS提出了双酚A被漆酶降解的可能途径。以聚乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA)和聚乙二醇双马来酸单酯(PEGMA)为凝胶前驱体、采用方向乳化/光聚合法将漆酶包埋至水凝胶,制备含酶水凝胶颗粒(Lac/particles),探索了油水比、凝胶前驱体的质量百分比、PEGDA与PEGMA的体积比、光照时间以及振荡时间等因素对水凝胶合成过程的影响。在最佳合成条件下(油水比5,凝胶前驱体的质量百分比66.7%,PEGDA:PEGMA=4:1,振荡时间10 s,光照时间3 min)制备出的Lac/particles的酶的包埋率可以达到100%,含酶凝胶微球的表面较为粗糙,粒径大小在2.33–535μm之间,且集中在137–535μm,占比73.54%。FTIR图显示水凝胶表面含有丰富的官能团,主要包括-OH,-CH,C=O,C-O等。根据XRD结果,水凝胶呈现半晶体结构,在2θ=19.6°峰强较强。TEM显示凝胶球的中部可能为中空结构。酶包埋到凝胶微球后对ABTS的亲和力降低,但反应速率增高。聚乙二醇基聚合物制备的Lac/particles可以很好的保护漆酶的活性,在pH 3–7的溶液中振荡24 h后依然可以保持100%的活力,在冰箱中存储23天后尚有95.46%的活力保存,仅损失了4.54%的活性,说明酶的稳定性得到了大幅度的提高。在同等时间同等活力的条件下,Lac/particles对双酚A的降解作用远超过游离酶,并且由于其强烈的吸附富集能力,将其用于双酚A降解时,首先会发生吸附反应,被吸附的双酚A与包埋在Lac/particles中的漆酶进一步发生酶降解反应。同时避免了连续搅拌过程,有利于节约动力成本。酶降解产物被困在凝胶球中不会泄露,避免了二次污染;更重要的是,酶对双酚A的降解可以释放凝胶微球上的吸附位点,从而提高凝胶微球的重复利用性。在Lac/particles处理双酚A时添加一定浓度的介体(AS,SA,HBT和ABTS)可以显著提高双酚A的去除效果。在介体浓度为0.1 mM时,各个介体均提高了双酚A的降解率,其中合成介体HBT在4种介体中对双酚A降解的促进效果最微弱;天然介体AS和SA同时使用时可以起到协同处理双酚A的作用。铜离子的添加会对酶的活性起到一定的促进作用,但在处理双酚A废水时,铜离子的存在则起到了一定的抑制作用。将SER/Lac应用到循环流化床反应体系,当流化床的流速为7.2 mL/min时,双酚A的降解效果最好,6 h后可以达到81%;提高反应体系中SER/Lac的浓度,双酚A的处理效率同样在6 h内降解速率最快。达到相似的双酚A降解效果时,流化床中所消耗的酶活力(2.1 U/(mgBPA·h))低于批处理实验(14.3 U/(mgBPA·h))中所需的活力。当将流化床体系应用于雌二醇和苯酚废水的处理,也可以达到较好的去除率,说明利用流化床/酶反应器处理内分泌干扰物是可行的。