固定化酶的应用

摘要 酶固定化后一般稳定性增加，易从反应系统中分离，且易于控制，能反复多次使用。固定化酶是近十余年发展起来的酶应用技术，在工业生产、化学分析和医药等方面有诱人的应用前景。本文重在探讨固定化酶在环境工程中的应用，并对其发展趋势作了展望。
关键词 环境工程；固定化酶；应用
中图分类号X3 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）42-0111-01
0 引言
固定化酶的形式多样，可制成机械性能好的颗粒装成酶柱用于连续生产；或在反应器中进行批式搅拌反应；也可制成酶膜、酶管等应用于分析化学。经过多年的发展在环境工程领域也得到了广泛的应用。
1 固定化酶的研究与发展
上个世纪起，固定化酶的研究就已开始了，但将固定化酶引入环境工程，却是近几年的事，固定化酶是从实验室筛选、培育获得的活性菌体内提取出来的活性较高的酶，再用包埋法将其固定在载体上面，经过多道高科技程序制成不溶于水的固态酶，通过这种方法制得的酶，就是固定化酶。在几年的发展之后，固定化酶技术已经得到了很大的发展，到目前为止，技术人员通过各种实验与方法，取得了很多成果，只是，到目前为止，已经开发的固定化酶多限于胞外酶——水解酶类。也有少数胞内酶，但是我们知道酶的作用是用于催化降解的化学反应，需要其中包含许多氧化物，胞外酶中含有很多的氧化物，而胞内酶的氧化物则较少，无法满足环境工程的需要，所以，在目前环境工程中，通常使用的都胞外酶，也就是水解酶。固定化酶性能、稳定性、降解有机物能力、耐毒性、抗杂菌性及耐冲击负荷等也有待进一步提高。
2 环境工程中固定化酶技术的具体应用
2.1 用于有机废水处理
在环境工程中，通常用来进行污水处理的固定化酶有很多种，常见的固定化酶有辣根过氧化物酶、漆酶、酪氨酸酶等等，这些酶都有一个共同的特点，可以强势有效的降解有机污水中的毒性非常强的酚类物质。这些酶可降解有机废水中毒性很强的酚类，对于环境工程的污水处理有很大的帮助。在环境工程中，技术人员使用固定化辣根过氧化物酶对含有苯、酚等化学污染物的污水进行有效处理，去除率可以高达80％，使用了壳聚糖微球固定化辣根过氧化物酶来处理含酚的废水，去除率也高达70%。可见酶的去污效果。利用固定化酶去除污水中的杂质是一个十分有效的办法，但是工程实践中也发现，有的时候去除效果并不是十分理想，经过在投放固定化酶的同时，考察酚浓度对固定化酶去除率的影响，大量的研究表明，当污水

中酚的浓度低于80mg/L时，酚的去除率达95％以上，但是，随着酚浓度的不断增加，酚的去除率也会逐渐的下降。在另外的实验中，技术人员还发现，利用固定化酶处理受污染水体中的农药成份也非常的有效果，技术人员通过聚丙烯负载二氧化钛膜固定农药降解酶，有效降解农药甲基对硫磷，通过大量的研究数据，我们可以看出，甲基对硫磷在30 min内降解了70％以上。技术人员通过大量的研究表明，在酸性的条件下，固定化漆酶对氯苯嘧啶醇具有非常好的降解作用。
2.2 用于环境污染物的监测
在环境工程中，固定化酶还可以用于对环境污染物的有效监测。随着各地污染事件的不断发生，对各类水体中的每一种有害物质进行细致的监测越来越有必要。同时，固定化酶技术还可以实现对水中有毒生物体、有毒污性物体的有效检测。
3 固定化酶在环境工程中应用的展望
前文所述是目前固定化酶已经得到的应用，但是技术人员仍然在开发固定化酶更多的用途，近期发现，固定化酶还可以用于污泥的处理。而在普通的环境工程中，施工人员对污泥的处置方式通常就是简单的处理后进行小面积的填埋，对环境的威胁很大，且破坏周边的土壤地质，有着很大的环境风险。固定化酶技术可以用来处理污泥，根据最新的技术分析与相关报道，要想有效实现活性污泥法中剩余污泥的零排放，就可以通过嗜热溶菌酶溶解法，通过溶解法，不仅可以实现污泥的零排放，还可以有效解决在剩余污泥中接种的嗜热菌，一举两得。除此以外，技术人员还对VSS、TSS、蛋白质等物质的溶解情况进行了分类测定，测定的方法就是在不同温度下查看它们的溶解况，通过测定，技术人员最终判定嗜热菌分泌的胞外酶能够有效促进悬浮固体及蛋白质的溶解，溶解后产生物质也是无害的，所以，利用固定化酶技术处理剩余污泥一定对固定化酶技术的发展有很大的影响。与此同时，固定化酶技术在清洁生产领域也具有潜在的应用价值，技术人员通过大量的实验表明，部分固定化酶可以用来清洁环境工程中大面积表明污染，同时，固定化的木聚糖酶和漆酶还可以用于纸浆漂白，可以避免产生传统造纸工艺过程中用氯漂白产生的难以生物降解的各类氯代有机物。
4 结论
在现代环境工程中，固定化酶的应用已经越来越广泛，污染监测、废水处理等都会用到固定化酶的技术。但是，固定化酶的技术仍然存着一系列的问题，比如成本较高、酶的分离纯化非常复杂等等，所以该项技术仍然需要得到进一步的改良与完善。伴随着科技的不断发展，越来越多的新型

载体材料以及一些重要的固定化酶不断的被开发出来，这些材料、固定化酶的开发，对环境工程的治理有着非常的重要的作用。并且，相关技术人员还在不断在开发固定化酶在环境工程中新的用途，随着高级固定化方法的广泛应用以及无载体固定化酶的兴起，相信在未来的环境工程中，固定化酶技术的应用会越来越广泛，作用也会越来越大。