固定化酶技术在环境工程领域的发展应用
酶在环境保护方面的应用
酶在环境保护方面的应用摘要：随着科学技术的迅速发展，人类赖以生存的环境质量,是目前举世瞩目的重大问题。
对日益严峻的全球化环境污染问题，酶在环保方面的应用日益受到关注，呈现出良好的发展前景。
为环境保护污染治理提供了新的技术手段。
?本文介绍了酶工程基本技术，包括酶制剂的生产、酶的分离纯化，酶的固定化技术、酶的改造和修饰等，综述了酶在环境保护方面，包括水净化、石油和工业废油的处理、白色污染的治理和环境监测等方面的研究和应用现状。
关键词：酶工程；环境保护；环境监测；废水处理；可生物降解材料开发；石油和工业废油众所周知,酶作为一种高效生物催化剂,能在十分温和的条件下起高数率的催化作用, 并且具有高度的区域选择性和立体专一性。
因此, 它有着化学催化剂所无可比组的优越性, 已经广泛应用在食品工业、药物工业和洗议剂工业。
近年来环境污染越来越严重，酶的作用也从工业生产转移至环境治理中来。
人类的生产和生活与自然环境密切相关，随着科学技术的不断发展，地球环境由于受到各方面因素的影响，正在不断恶化，人类开发利用自然资源的能力和范围不断扩大，随之而来的环境污染问题也越来越严重，已经成为举世瞩目的重大问题。
环境污染已成为制约人类社会发展的重要因素，我国每年排放大量废水(416亿t)、废气和烟尘(2000万t)以及固体废弃物(i000亿t)，污染达到相当严重的地步。
因此环境保护问题越来越受到人们的重视。
20世纪以来，在化学和生物学之间的交叉地带形成的生物技术占据了重要的地位，在工业、农业、医药、食品等方面得到了广泛的应用，并对解决当代资源、能源、环保等多方面问题起着举足轻重的作用。
而作为生物工程的重要组成部分，酶和酶工程受到生物化学工作者的重视，几种新兴的技术产业已成为优先发展的高科技领域。
酶在环境保护方面的应用1.酶在环境监测方面的应用环境监测是了解环境情况、掌握环境质量变化，进行环境保护的一个重要环节。
酶在环境监测方面的应用越来越广泛，已经在农药污染的监测、重金属污染的监测、微生物污染的监测等方面取得重要成果。
固定化技术包括固定化酶技术与固定化微生物技术
固定化技术包括固定化酶技术与固定化微生物技术固定化技术包括固定化酶技术与固定化微生物技术。
固定化微生物技术是用化学或物理手段将游离微生物定位于限定的空间区域,并使其保持活性及反复利用的方法。
由于该技术既不需要把酶从细胞中提取出来,又不需要加以纯化,因而酶活性损失小。
研究和应用表明,固定化微生物技术有微生物密度高、反应速度快、耐毒害能力强、微生物流失少、产物分离容易、处理设备小型化等优点。
目前,固定化微生物技术广泛应用于环境污染治理方面的研究,主要的治理对象为难处理的有机废水及重金属污染的废水,同时研究还涉及到大气和土壤的污染治理。
固定化微生物技术在废水处理中的应用固定化微生物技术在废水处理中应用较广,被处理废水的种类主要有:造纸废水、印染废水、含氮废水、含难降解污染物的有机废水、重金属废水等废水。
固定化微生物技术在废水生物处理领域具有独特的优势和巨大的潜力，但在实际应用中仍有许多问题有待解决：（1）寻找高效、廉价、无毒的微生物，开发多种生物共生固定化系统；（2）开发性能稳定、强度高、使用寿命长、成本低、传质阻力小的固定化载体；（3）开发高效固定化反应器；（4）开发高强度废水固定化处理和其他优化组合处理工艺。
相信通过不断的研究，固定化微生物技术将成为一种高效实用的污水处理技术，在污水处理中得到广泛的应用。
固定方法载体微生物处理对象主要结论嵌入法聚砜纤维膜假单胞菌高浓度含酚废水中1200mg/L的苯酚可在95h内完全降解包埋法包埋法海藻酸钠-小球藻固定藻对汞的去除率明显高于悬浮藻半透膜光合细菌味精厂和屠宰场废水中的2,4,6-三氯苯酚研制了新的固定化方法―半透明包埋法,可提高处理效率,可长期连续使用嵌入法k2角叉藻聚糖/明胶凝胶ca厌氧好氧污泥厌氧和好氧污泥固定前2,4,6-tcp不能矿化,而将其混合固定后则可以矿化,且寿命延长嵌入法不动杆菌和产碱杆菌活性污泥苯甲酸固定化细菌对温度较高、pH值较高的配水和废水中的有毒物质具有较强的耐受性包埋法含粉末活性炭的PVA-H3BO3纱布配水含水胺硫磷可将cod去除率作为固定化微生物对农药降解活性的常用评价指标嵌入法皮氏伯克霍尔德氏菌配水含喹啉纱布-pva复合载体的处理效果好;固定喹啉降解动力学符合零级反应吸附法聚氨基甲酸酯泡沫假单包菌ngk1水分配中的萘与ca、琼脂和acam及流离态微生物细胞相比,此固定化微生物细胞的处理效果提高,且稳定性好固定化微生物反应器法可用于甲醇废水的深度处理吸附法颗粒活性炭可降解甲醇的微生物废水中细菌甲醇废水吸附法棒状活性炭啤酒废水用固定化微生物细胞,用生物流化床的复合型生物反应器,用内循环工艺,可提高废水的处理效率聚合Q交联法凝聚剂加戊二醛胶质红环菌配水含吲哚确定了该菌固定化后的最佳降解条件以及几种金属离子对降解性能的影响固定化微生物技术在大气中的应用固定化微生物技术在处理水相污染物方面显示出一定的技术优势染物(恶臭、voc等)的生物处理逐渐普遍,从20世纪90年代我国才开始研究固定化微生物净化大气,目前仅有同济大学、昆明理工大学等少数机构在研究。
环境工程中固定化酶与固定化微生物的应用初探
环境工程中固定化酶与固定化微生物的应用初探环境工程是通过采取适当的技术手段，保护和改善自然环境，维护人类健康和促进可持续发展的工程学科。
在环境工程中，固定化酶和固定化微生物是两种常见的应用技术。
固定化酶是指将酶固定在固体载体上，形成固定化酶颗粒，以实现酶的稳定性和重复使用。
固定化酶具有许多优点，如提高催化活性，提高酶的稳定性和重复使用能力，提高产量和纯度，降低生产成本等。
固定化酶在环境工程中的应用非常广泛。
固定化酶可以用于废水处理。
废水中含有各种有机和无机污染物，这些污染物通过固定化酶可以得到有效降解。
固定化酶可以应用于废水中的有机废物处理，通过酶的作用将废物转化为无害物质，从而达到净化废水的目的。
固定化酶也可以用于废水中的重金属去除，在一定条件下，酶可以选择性地结合和去除废水中的重金属离子。
固定化酶可以用于土壤修复。
土壤污染是一个严重的环境问题，污染的土壤中含有大量的有害物质，会对生态系统和人类健康造成严重影响。
固定化酶可以应用于土壤污染物的修复。
通过固定化酶催化作用，有机和无机污染物可以被有效地降解，从而修复受污染的土壤。
固定化酶还可以应用于空气处理。
空气中存在着各种有害气体和颗粒物，这些污染物对人类健康和环境造成危害。
固定化酶可以用于空气中有害气体的降解。
一些固定化酶可以催化空气中有毒气体的转化为无害物质，从而达到净化空气的目的。
固定化微生物还可以应用于生物膜反应器。
生物膜反应器是一种基于固定化微生物的废水处理技术。
在生物膜反应器中，微生物生长在固体载体的表面，通过微生物的代谢作用，将废水中的有机和无机污染物转化为无害物质。
生物膜反应器具有高效、节能、稳定性好等特点，已广泛应用于废水处理。
固定化微生物技术在环境工程中的应用研究进展
环境生态huan jing sheng tai155固定化微生物技术在环境工程中的应用研究进展◎严家强摘要：固定化微生物技术在环境工程中的应用发挥了重要作用。
在废水处理中，固定化微生物细胞的作用远大于分散微生物的作用。
目前，固定化微生物技术在废水、大气和土壤环境工程的处理过程中得到了有效应用。
基于此，本文总结固定化微生物载体的选择，阐述了固定化微生物技术的应用和发展过程。
关键词：固定化微生物；环境工程；研究进展由于这项技术不需要从细胞中提取纯化酶，酶的活性只会略有损失。
相关研究表明，固定化微生物具有微生物损失少、反应速度快、操作简便等优点。
随着环境污染的日益加重，固定化微生物技术广泛应用于环境研究中，特别是废水处理。
经过多年的理论和实践研究，目前我国固定化微生物技术在环境治理方面取得了一定的成果。
一、微生物固定化的方法和载体微生物固定化的方法。
目前，微生物固定化的形式多样，但大致可分为四种：包埋法、吸附法、连接法和共价结合法。
第一，就包埋法而言将微生物限制在凝胶的微小格子或者受限的空间里使微生物细胞在多孔介质中扩散进入载体内部，让基质深入，产物分散。
包埋法固定化的操作比较简单，对微生物活性的影响很小，颗粒强度大，是目前应用较多的一种方法。
但是会在一定程度上阻止底物和氧气的扩散，不适合大分子底物；第二，吸附法是通过带电微生物细胞与载体之间的静电、表面张力和粘附力的作用进行的，使微生物细胞附着在载体表面形成生物膜。
该方法是物理吸附，操作简便，条件温和，微生物固定化过程有对细胞活性影响不大，但固定化微生物数量受载体类型和表面的限制，组合不够牢固，响应稳定性和重复性低；第三，交联法，也称为无载体固定化法，是利用微生物中酶分子的氨基和羟基，与分子功能相关者反应形成共价键，在微生物之间形成网络结构，实现微生物的不动性。
可分为物理施肥和化学施肥[1]。
第一种是指在微生物培养过程中培养条件的改变，使细菌之间直接造粒和固定，同时形成合适的代谢环境。
环境生物学论题
环境生物工程论文题目1.环境生物技术在污染治理方面的应用2.有机废水的生物净化3.生物技术在水污染监测和治理上的应用4.富营养化水体生物净化效应的研究5.环境中多环芳烃污染规律及其生物净化技术6.生物监测技术在水环境监测中的应用7.运用生物监测技术对水环境污染进行监测的研究进展8.利用水生生物评价水质的研究进展9.土壤环境质量的生物评价方法10.现代生物技术在环境保护中的应用研究11.现代生物技术与生态安全12.现代生物技术在环境监测中的应用13.基因工程在环境污染生物处理中的应用14.生物修复技术在土壤污染治理上的应用15.土壤重金属污染的生物修复技术研究16.水污染的微生物修复技术研究17.植物内生细菌在生物修复方面的研究18.微生物在石油类污染物降解中的应用研究19.重金属污染的环境生物修复技术研究20.农药污染土壤微生物修复研究21.微生物修复技术在重金属污染治理中的研究22.难降解氯代有机物污染环境的生物修复技术研究23.生物酶在废水处理应用中的研究进展24.固定化酶技术在环境工程中的应用25.废气生物处理技术研究26.生物处理在水处理中的应用27.环境生物学效应的研究进展28.DNA加合物检测技术的研究应用29.DNA分子标记技术在环境污染物检测中的应用30.环境遗传毒性研究中的生物标记31.废水厌氧生物处理技术的发展与现状32.厌氧生物处理技术的应用研究33.城市固体废物污染现状与处理技术研究34.污染物的生物效应检测方法研究进展各位同学可自行选择上述一个论题，也可自己拟定一个与课程相关的论题，写一篇文献综述报告，字数3000字以上，严格按照发表文章格式要求撰写（题目、中英文摘要、正文、参考文献等）。
酶在环境保护方面的应用
酶在环境保护方面的应用摘要在社会高速发展的过程中，对自然资源的开发利用大大加强，随之带来了严重的环境污染。
在治理环境污染的过程中酶发挥了重要作用。
本文介绍了酶的产生过程，酶在环境保护中对废水净化，石油与废油净化，白色污染治理等发面起到的重大作用。
关键词酶；环境保护；应用现如今，世界经济高速发展，随之带来的是严重的环境破坏，所以人类赖以生存的环境质量已经成为世界瞩目的重大问题。
随着科学技术的发展，人类对自然资源的开发范围越来越广，环境问题也就越来越严重，对人类的生存带来了不小的威胁。
为了改善现在的坏境问题，人类开始利用生物技术与环境工程技术相结合，为环境治理提供了高效的技术手段。
20世纪以来，在化学和生物学的交叉地带想成了生物技术，现今生物技术成为了环境保护的重要手段。
作为生物工程的重要组成部分，酶和酶工程手袋生物和化学学者的重视，现代研究表明，酶与酶技术对环境保护有着重大影响。
1 酶与酶工程的基本技术1.1 酶的产生酶的来源有植物，动物和微生物。
由于技术不够先进，早先的酶多从动植物中提取。
但大多数酶由微生物产生，因微生物种类繁多，几乎所有的酶都可以在微生物中找到。
由于现在生物技术的快速发展，微生物变得容易培养，并且繁殖快产量高，所以可以在短期内大量培养，高效产酶，这样连续发酵可以产出经济有效的酶制剂，对于迫切需要治理的环境问题起到较大改善作用。
1.2 酶的固定化技术酶的固定化技术是通过物理或化学的方法将酶连接在一定的固相载体上成为固定化酶，从而发挥催化的作用。
固定化酶具有酶的较高品质。
固定化酶储存稳定性高、分离和回收容易、可循环使用、工艺简便、成本较低。
固定化酶在生物、化学、生物工程、生命科学等领域研究越来越多，应用的范围也越来越广泛。
并且固定化酶在对环境治理中起到了非常重要的作用，有效的改善了生态环境，符合可持续发展的战略要求。
2 酶在环境保护方面的应用2.1 对废水净化的作用在20世纪70年代，固定化酶已被用于空气和水的净化。
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。
酶在环境保护中的应用
三、酶的应用举例
1、 木聚糖酶
木聚糖酶是指能专一降解半纤维素木聚糖为低聚木糖和 木糖的一组酶的总称，主要包括三类：(1)β-1，4-D-内切木 聚糖酶(EC 3.2.1.8)，可从木聚糖主链的内部切割β-1，4-糖 苷键，使木聚糖溶液的粘度迅速降低；(2) β-1，4-D-外切木 聚糖酶(EC 3.2.1.92)，可以单个木糖为切割单位作用于木聚 糖的非还原性末端，使反应体系的还原性不断增加；(3) β木糖苷酶(EC 3.2.1.37)，可切割低聚木糖和木二糖，有助于 木聚糖彻底降解为木糖。它在纸浆漂白中具有重要的作用。
淀粉酶是一类多糖水解酶，多糖转变为单糖 和发酵能同时进行，淀粉酶用于含淀粉废水处理， 可使大米加工产生的废水中的有机物转化为酒精。 淀粉酶还可缩短活性污泥法处理废水的时间。何 国庆等研究了同时采用a-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶 的双酶法来处理小麦淀粉废水，既实现了对废水 的净化处理，又实现了利用此废水生产单细胞蛋 白的目的。
70年代初，固定化葡萄糖异构酶用于果葡糖浆的生产， 开创了淀粉制糖的新纪元，推动了整个食品工业与酶制 剂工业的大发展。随着酶制剂的普及应用和固定化酶的 广泛研究,使生物催化技术与化学工程结合而诞生了一 门新学科--“酶工程”。1971年，在美国召开了第一次 国际酶工程会议，把酶的大规模生产，分离提纯，固定 化技术,酶反应器设计,以及酶的工业应用等研究都纳入 酶工程的范围，从而使酶学成为生物技术中最活跃、发 展最快、成效最大的一门学科。当前酶的应用主要是在 医药业、食品加工业、环境保护、能源、轻工和化工工 业等几个方面。
这是因为此系统会给微生物提供氮源和浓培养液， 有利于微生物的生长繁殖。
脂酶生物技术应用于被污染环境的修复以及 废物处理是一个新兴的领域。石油开采和炼制过 程中产生的油泄漏、脂加工过程中产生的含脂废 物以及饮食业产生的废物，都可以用不同来源的 脂酶进行有效的处理。例如，脂肪酶被广泛应用 于废水处理，Dauber和Boehnke研究出一种技
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一
固定化酶技术在环境工程领域的发展应用
阿丽 莉
（ 河 南 省核 工 业放 射 性核 素 检 测中 心 ， 河南 郑州 ４ ５ ０ ０ ４ ４ ）
摘 要 ： 固定 化 酶技 术是 用载 体 把 酶 约 束在 一 定 的 区域 中进 行 催 化反 应 ， 使 反 应后 的酶 可 以 重 复使 用 的 一 项技 术 。 在 现代化 的污水处理 以及环境监控等领域应用极为广泛 ， 本文将主要 结合 固定化酶技术在环境工程领域的发展进行分析 。 关 键词 ： 固定化 酶 技 术 ； 环 境 工程 ； 污水 处 理 中图 分 类号 ： Ｘ７ ０ ３ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编号 ： １ ０ ０ ２ － ５ ０ ６ ５ （ ２ ０ １ ７ ） ０ ７ — ０ １ ５ ０ — ０ ２
Ｅ ＬＨｉ
（ Ｈｅ ｎ ａ ｎ ｎ ｕ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ ｒ ａ ｄ ｉ ｏ ｎ ｕ ｃ ｌ ｉ ｄ ｅ ｄ ｅ ｔ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｒ ， Ｚ ｈ ｅ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ４ ５ ０ ０ ４ ４ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
的一 些酚 类物质 都具有 毒性 ， 在 进行处 理的 过程中 ， 很难 使 活性全 面的激发 出来 。 这样就 能让固定酶 的整体应用效 果得 在 整体的活 性酶的 应用过程 中 ， 其通 常还 其 降解 ， 通 过酶 的使用 ， 可 以提高 其降解 的效率 以及废 水处 到全 面性 的发挥 。
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 。
理 的质量 ， 还可 以在一 定程度上节 约废水处理 的成本 。 固化酶 除了能够 进行污水 的净化处 理 ， 还可 以对 水质进
要 对工程 的其他领 域有 所涉及 。 从普 通的数 据领域 而言 ， 其
工 程的领 域需要对 数据 进行全面 性的统计 以及数 据的 分析 ，
行 一定 的监测 。有 固化 酶所制 造而 成的酶 反应器 ， 可 以与其 胞 外酶 中含有很 多的氧 化物 ， 而胞 内酶 的氧化物 则较少 ， 无 所以， 在 目前 环境 工程 中 ， 通常 他 监测 物质相 结合 ， 形 成一种 具有 新的特性 的酶化 合物 ， 从 法 满足 环境 工程 的 需要 。
而用 于相 应 的监测 …。目前 ， 我 在水质 的监 测 过程 中 ， 最 为 常见 的就 是对 水 中农 药 的含量 以及 其 中所存 在 的污 水中 的 使 用的都胞 外酶 ， 也就是 水解酶 。 ３ ． ２ 工程领域有机废水 的处 理
其他有害 物质进行 监测 ，以保证 人们生活 用水的安全 性 。
１ 固定化酶技术用于 有机废水处理
在进 行污水处 理的时 候 ， 通常都 需要经过 复杂的工 艺程 序， 达 到相 应 的指标 ， 才能 够进 行排放 。 有机 废水 中所存 在
高。 从而 使得水 解酶 的氧化率 大幅度 的降低 。 但 在实际 的应
用过 程 中 ， 通常不 容 易满 足酶 体 的活 性要 求 。 所以， 在进 行 工程 的全面 应用时 ， 需 要结合 活性酶 的各种特 点 ， 将酶 体的
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｉ ｍｍｏ ｂ ｉ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ ｅ ｎ ｚ ｙ ｍｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｙ； ｇ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ； ｗ ａ ｓ ｔ ｅ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｔ ｒ ｅ ａ ｔ ｍｅ ｎ ｔ
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Ｄｅ ｖｅ ｌ ｏｐ ｍ ｅｎ ｔ ａｎ ｄ ａｐｐ ｌ ｉ ｃａ ｔ ｉ ｏｎ ｏ ｆ ｉ ｍｍ ｏ ｂｉ ｌ ｉ ｚ ｅ ｄ ｅｎ ｚ ｙ ｍｅ ｔ ｅ ｃｈｎ ｏｌ ｏｇ ｙ ｉ ｎ Ｅｎ ｖｉ ｒ ｏｎｍ ｅ ｎ ｔ ａ ｌ Ｅｎ ｇｉ ｎ ｅ ｅｒ ｉ ｎｇ