氯过氧化物酶催化降解磺胺二甲氧嘧啶的方法

摘要

本发明公开了一种氯过氧化物酶催化降解磺胺二甲氧嘧啶的方法，属于水、废水或污水的处理技术领域，该方法基于生物酶催化降解体系，向待降解的磺胺二甲氧嘧啶溶液中加入氯过氧化物酶，混合均匀后用磷酸缓冲溶液调节混合液的pH至2～4.5，然后以H2O2为氧化剂，向混合液中加入H2O2水溶液，室温搅拌降解磺胺二甲氧嘧啶。本发明操作简单，氯过氧化物酶及H2O2用量少，反应条件温和，能够快速破坏磺胺二甲氧嘧啶的分子结构，使其断裂为小分子，减小其对环境的污染，且降解时间短，10～20分钟内磺胺二甲氧嘧啶降解率即可达到80％～96％。

权利要求

1.一种氯过氧化物酶催化降解磺胺二甲氧嘧啶的方法，其特征在于：向待降解的磺胺二甲氧嘧啶溶液中加入氯过氧化物酶，混合均匀，用0.1mol/L的磷酸缓冲溶液调节混合液的pH至2.5～3.5，然后加入质量分数为30％的H2O2水溶液，在室温条件下搅拌10～20分钟，所述的磺胺二甲氧嘧啶与氯过氧化物酶、H2O2的摩尔比为1:3.0×10-5～6.0×10-5:10.5～

17.2。

说明书

氯过氧化物酶催化降解磺胺二甲氧嘧啶的方法

技术领域

[0001] 本发明属于水、废水或污水的处理技术领域，具体涉及一种利用酶催化氧化法实现磺胺二甲氧嘧啶快速降解的方法。

背景技术

[0002] 磺胺二甲氧嘧啶为常见抗菌剂，因其具有明显的抗感染、高效、性质稳定等特点，广泛地应用于食用动物作为预防和治疗用药。然而，磺胺二甲氧嘧啶很难被吸收，其中30％～90％以尿液或粪便的形式排出体外。目前在许多国家的城市污水、河水、地下水及土壤、河流湖泊沉积物等环境介质中都检出了磺胺二甲氧嘧啶。其进入环境后，会刺激病原菌产生抗药性，并且会通过食物链进入人体，破坏人的造血系统，造成溶血性贫血症，影响人类健康。已发现，磺胺二甲基嘧啶可能诱发啮齿类动物甲状腺增生或肿瘤。

[0003] 目前，关于磺胺二甲氧嘧啶的处理方法有全细胞法、超滤法、Fenton氧化法、UV光催化法、O3氧化法和ClO2氧化法等。其中，全细胞法降解时用时长(＞12小时)，无针对性，几乎不能去除磺胺二甲氧嘧啶污染；超滤法降解时效率低(＜10％)；Fenton氧化法降解时会产生二次污染；UV光催化法降解时成本高且用时长(＞1小时)；O3氧化法降解时，磺胺二甲氧嘧啶与O3的浓度比为1:8.5，并且O3需要在线生成，设备要求高；ClO2氧化法降解时，氧化剂与催化剂的用量大。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题在于克服上述磺胺二甲氧嘧啶处理方法的缺点，提供一种处理工艺简单、成本低、效率高、环境友好的氯过氧化物酶催化降解磺胺二甲氧嘧啶的方法。

[0005] 解决上述技术问题所采用的技术方案是它由下述步骤组成：向待降解的磺胺二甲氧嘧啶溶液中加入氯过氧化物酶，混合均匀，用0.1mol/L的磷酸缓冲溶液调节混合液的pH至2～4.5，然后加入质量分数为30％的H2O2水溶液，在室温条件下搅拌5～20分钟，所述的磺胺二甲氧嘧啶与氯过氧化物酶、H2O2的摩尔比为1:2.67×10-6～6.25×10-5:5.2～17.2。

[0006] 本发明优选磺胺二甲氧嘧啶与氯过氧化物酶、H2O2的摩尔比为1:3.0×10-5～6.0×10-5:10.5～17.2，优选用0.1mol/L的磷酸缓冲溶液调节混合液的pH至2.5～3.5。优选在室温条件下搅拌10～20分钟。

[0007] 本发明基于生物酶催化降解体系，以H2O2为氧化剂，能够快速破坏其分子结构以达到降解的目的。该方法操作简单，氯过氧化物酶及H2O2用量少，反应条件温和，绿色环保，降解时间短，10～20分钟内磺胺二甲氧嘧啶降解率即可达到80％～96％。

具体实施方式

[0008] 下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明的保护范围不仅限于这些实施例。

[0009] 实施例1

[0010] 向30mL64μmol/L的磺胺二甲氧嘧啶水溶液中加入90μL1μmol/L的氯过氧化物酶溶液(由0.1mol/L的磷酸缓冲溶液与氯过氧化物酶配制而成)，混合均匀，用0.1mol/L的磷酸缓冲溶液调节混合液的pH至3，然后加入3μL质量分数为30％的H2O2水溶液，其中磺胺二甲氧嘧啶与氯过氧化物酶、H2O2的摩尔比为1:4.69×10-5:15.6，在室温条件下搅拌15分钟。用高效液相色谱测量降解前后磺胺二甲氧嘧啶的浓度，按下述公式计算磺胺二甲氧嘧啶的降解率：

[0011] η＝(C0-Ct)/C0×100％

[0012] 式中η为降解率，C0为磺胺二甲氧嘧啶的初始浓度，Ct为时间t时磺胺二甲氧嘧啶的浓度。经计算，磺胺二甲氧嘧啶的降解率为95％。

[0013] 实施例2

[0014] 本实施例中用0.1mol/L的磷酸缓冲溶液调节混合液的pH至2，其他步骤与实施例1相同，经计算，磺胺二甲氧嘧啶的降解率为56％。

[0015] 实施例3

[0016] 本实施例中用0.1mol/L的磷酸缓冲溶液调节混合液的pH至2.5，其他步骤与实施例1相同，经计算，磺胺二甲氧嘧啶的降解率为82％。

[0017] 实施例4

[0018] 本实施例中用0.1mol/L的磷酸缓冲溶液调节混合液的pH至3.5，其他步骤与实施例1相同，经计算，磺胺二甲氧嘧啶的降解率为88％。

[0019] 实施例5

[0020] 本实施例中用0.1mol/L的磷酸缓冲溶液调节混合液的pH至4，其他步骤与实施例1相同，经计算，磺胺二甲氧嘧啶的降解率为76％。

[0021] 实施例6

[0022] 本实施例中用0.1mol/L的磷酸缓冲溶液调节混合液的pH至4.5，其他步骤与实施例1相同，经计算，磺胺二甲氧嘧啶的降解率为54％。

[0023] 实施例7

[0024] 本实施例中加入1μL质量分数为30％的H2O2水溶液，其他步骤与实施例1相同，其中磺胺二甲氧嘧啶与氯过氧化物酶、H2O2的摩尔比为1:4.69×10-5:5.2。经计算，磺胺二甲氧嘧啶的降解率为70％。

[0025] 实施例8

[0026] 本实施例中加入2μL质量分数为30％的H2O2水溶液，其他步骤与实施例1相同，其中磺胺二甲氧嘧啶与氯过氧化物酶、H2O2的摩尔比为1:4.69×10-5:10.5。经计算，磺胺二甲氧嘧啶的降解率为88％。

[0027] 实施例9

[0028] 本实施例中加入3.3μL质量分数为30％的H2O2水溶液，其他步骤与实施例1相同，其中磺胺二甲氧嘧啶与氯过氧化物酶、H2O2的摩尔比为1:4.69×10-5:17.2。经计算，磺胺二甲氧嘧啶的降解率为96％。

[0029] 实施例10

[0030] 本实施例中加入5μL1μmol/L的氯过氧化物酶溶液，其他步骤与实施例1相同，其中