酶工程在环境保护中的应用

酶工程在环境保护中的应用

摘要：酶作为生物催化剂,具有高催化效率,专一性强,反应条件温和及酶活性可以调控，针对化境中的空气污染和水污染有高度专一性，可在最短的时间内有效除去污染物，而且无二次污染，为解决环境污染问题提供了有效措施。

关键词：生物酶；污水处理；甲醛污染；

环境污染问题直接关系到人的生命与健康，是城镇公共安全体系中最重要的核心安全问题。近几年来，全国多个城市发生了突发性环境污染事故，尤其是水污染和居民住宅甲醛超标，对城市环境及人民生命安全造成威胁，社会影响极为严重。但目前国内现有的常规处理工艺无法应对突发性环境污染造成的超标污染物，深度处理工艺也仅能对部分超标污染物。突发环境污染时如何保障城市环境及人民生命安全，如何采用有效的应急处置技术，在最短时间有效去除污染物，已成为当前所面临的新课题。

环境工程技术与生物技术的结合，为污染治理提供了新的技术手段，环境生物技术已成为解决环境污染的发展方向。利用生物酶催化技术进行环境污染应急处置，即通过有效的生物降解功能来对目前一些污染治理技术所不能达到的污染源进行处理，可在最短的时间内有效去除污染物，保障环境及人民生命安全。

1 生物酶催化处理污水技术

1.1生物酶催化处理污水技术的机理

将生物酶催化技术应用于环境中污染物的去除，不同于普通微生物的系列生物酶技术，是将多种生物酶进行复合，通过生物酶打开污染物中更复杂的化学链，酶分子可以使反应物分子中化学键拉长、扭曲和变形，使他们更容易被水解，因而加速有机物的分解，将其迅速降解为小分子，从高分子有机物降解为低分子有机物或CO2、H2O等无机物，降低 CODCr值，从而达到去除污染物的目的，并可大大降低污水处理费用。与其他微生物处理相比，生物酶催化处理法具有催

化效能高、反应条件温和、对废水质量及设备情况要求较低，反应速度快，对温度、浓度和有毒物质适应范围广，可以重复使用等优点。

1.2 生物酶催化处理污水技术的优点

（1）催化效率高

生物酶一般能加速反应速度109～1010倍。而化学催化剂仅能加快反应速度104～105倍。所以相对含量很低的生物酶在短时间内能催化含量很高的底物，可以成千万倍地加速生物化学反应的速度。生物酶催化仅能加快化学反应速度并不会改变化学反应的平衡点，且在反应前后其本身不发生变化。

（2）专一性

每种酶有且仅有一种功能。有机体内的每项功能、每种底物，都有与其对应的唯一的一种酶。底物与酶像钥匙与锁一样配套。只有当酶找到其合适的底物时，生化反应才会发生。

（3）适用范围广

生物酶种类繁多，几乎所有的有机物都能被某一种生物酶降解。在一个反应器里，多种生物酶可在相同的条件下同时净化处理含有多种污染成分的废水。

（4）长久高效性

酶作为催化剂，不会成为它所催化的生化反应的终产物的一部分。某一生化反应完成后，产物离开酶，酶就可以对另一分子进行相同的作用了。只要有合适的条件，酶可以一直工作下去。

（5）环保性

生物酶是环境友好型制剂，可以被完全生物降解。而大量使用化学制剂会对环境产生二次污染，生物酶对环境没有危害，因此生物酶可以更经济地完成同样的工作，却对环境无害。环保用酶没有任何有害废物产生，使用生物酶制剂是无害化处理的过程，这使其成为解决工业水污染问题的最佳方案。

1.3滞留污水应急处置

有机物等被特选生物酶分解为CO2和H2O,高效生物酶净水剂催化处理污水技术有独特的处理效果，尤其是对自然微生物（活性污泥）有毒有害、难以降解的大分子化合物有良好的降解效果。该方法利用高效生物酶与酶技术在污水处理领域的应用，可在短时间内迅速对有机物进行催化氧化，高分子有机物经催化氧化后开环断链形成小分子有机物，提高了污水的可生化性，可有效地降低COD 和色度，还可以去除产生臭味的污染物等。经处理后的污水，可达到国家相关排放标准。采用该技术对现有滞留污水进行应急处置操作简便，处理效果好，处理费用低，运行安全可靠，不产生二次污染，能够确保处理水质的可靠，是对现有滞留污水进行应急处置的有效方法。

2、生物清醛酶清除甲醛

采用氨基酸解大豆蛋白，并添加一种从纯天然植。物中提取的活性酶，成功制备出生物清醛酶(又名氨基酸解大豆蛋白)新产品。该新产品结合了生物酶催化、吸附和分解等技术，不仅可有效去除脲醛树脂、涂料和乳胶漆等产品中的游离甲醛，还可以高效、快速地清除人造板、家具、壁纸和地毯等装饰装修材料中散发出的甲醛。

生物清醛酶可以高效迅速的去除居室内的甲醛等污染物，其中针对甲醛有较强的催化降解作用，可使其降解为CO2、H2O等无机物。作用迅速，无二次污染物的产生。

3、结语

采用生物酶催化处理污水、甲醛等污染物的应急处置，其优点体现在：

（1）处理效率高；

（2）生物酶技术先进；

（3）生物酶是环境友好型高效催化剂，不产生二次污染；

（4）可有效解决污水和甲醛污染问题，节省费用。

在解决污水问题时，合生物酶可以高效迅速的去除污水中的污染物，其中特选的生物酶对于污水中的污染物有较强的催化降解作用，可使其从复杂的大分子有机物降解为小分子有机物或CO2、H2O等无机物。同样，生物清醛酶可有效将甲醛分解为CO2、H2O等无机物，高效且无二次污染物。

4、酶工程的应用前景

我国正处于经济发展的高速时期，同样环境也付出了巨大的代价。所以，利用生物方法解决污染问题是新形势下最有效的方式之一。面对不断减少的不可再生资源，全世界处于开发新型能源的大趋势下，利用酶工程技术从生物中生产燃料也是人们正在探寻的一条新路。如应用生物酶发制造生物柴油。另外，在石油的开发中，利用微生物作为石油勘测、二次采油、石油精炼等手段是国内外普遍关注的课题。当然酶工程的用途不仅仅是在能源开发上应用，酶工程在食品加工、轻化工业、医药制造、环境工程等的应用领域十分广泛，并在各个领域取得了显著成效。

参考文献：