氯過氧化物酶催化降解三唑磷的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氯過氧化物酶催化降解三唑磷的方法，基于生物酶催化降解體系，向待降解的三唑磷溶液中加入氯過氧化物酶，混合均勻后用磷酸緩沖溶液調(diào)節(jié)混合液的pH至2～5，然后以H2O2為氧化劑，向混合液中加入H2O2水溶液，室溫攪拌降解三唑磷。本發(fā)明操作簡單，氯過氧化物酶及H2O2用量少，反應(yīng)條件溫和，能夠快速破壞三唑磷的分子結(jié)構(gòu)，使其斷裂為小分子，減小其對環(huán)境的污染，且較優(yōu)條件下1～2分鐘內(nèi)三唑磷的降解率即可達(dá)到98.3％～100％。
【專利說明】氯過氧化物酶催化降解三唑磷的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水、廢水或污水的處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用酶催化氧化法實現(xiàn)三唑磷快速降解的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]三唑磷的純品為淡黃色的油狀液體，是一種廣譜性的硫代磷酸酯類的殺蟲殺螨齊0，屬于有機(jī)磷農(nóng)藥。三唑磷對水稻植株有很強(qiáng)的滲透性、對害蟲有較高的胃毒活性和殺卵能力等特點。因此，對常見的水稻危害害蟲如二化螟和三化螟有著較強(qiáng)的觸殺活力，從而被大量應(yīng)用于水稻、棉花等害蟲的防治。但三唑磷對蜜蜂和魚類等都有毒，對高等動物的毒性比較大。高濃度的三唑磷還可能具有較強(qiáng)的誘變效應(yīng)。隨著對三唑磷的使用量的日益增大，在保證農(nóng)作物的產(chǎn)量的同時，也給環(huán)境帶來了負(fù)面影響，破壞了稻田生態(tài)系統(tǒng)的平衡，對水生生態(tài)系統(tǒng)和人類健康也帶來了更大的風(fēng)險。
[0003]目前，關(guān)于三唑磷的處理方法有土壤吸附降解、水力空化法、三唑磷降解菌、淡水藻類、二苯基噻吩光催化氧化法、1102光催化法、？6社011氧化法和03氧化法等。其中，土壤吸附降解為物理可逆過程，該農(nóng)藥施入土壤后，可能會發(fā)生解吸附作用；水力空化技術(shù)在廢水處理領(lǐng)域還只是處于探索階段，三唑磷降解效率只有50%左右；三唑磷降解菌降解三唑磷時用時長0 1小時)；淡水藻類降解率8天內(nèi)低于50% ；二苯基噻吩光催化氧化法用時長，6天的降解率只有73.96% ；1102光催化法，需要成本較高的特殊光源，太陽光利用率低；？6社011氧化法降解時會產(chǎn)生二次污染；03氧化法降解時03需要在線生成，設(shè)備要求高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述三唑磷處理方法的缺點，提供一種處理工藝簡單、成本低、效率高、環(huán)境友好的氯過氧化物酶催化降解三唑磷的方法。
[0005]解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是它由下述步驟組成:向待降解的三唑磷溶液中加入氯過氧化物酶，混合均勻，用0.111101/1的磷酸緩沖溶液調(diào)節(jié)混合液的邱至2?5，然后加入濃度為10臟01 - 171的！！202水溶液，在室溫條件下攪拌0.5?5分鐘，所述的三唑磷與氯過氧化物酶、只202的摩爾比為1:2.4X10—5?1.8X10—4:3.2?10.8。
[0006]本發(fā)明優(yōu)選將所得混合液用0.111101/1的磷酸緩沖溶液調(diào)節(jié)邱值至2.0?4.5，最佳選擇將所得混合液用0.1001/1的磷酸緩沖溶液調(diào)節(jié)邱值至2.75。
[0007]上述的三唑磷與氯過氧化物酶、！！202的摩爾比優(yōu)選為1:8.4X10^?1.44X10—4:4.8 ?10.8，更優(yōu)選 1:1.08X10—4 ?1.44X10—4:6.0 ?9.0，最佳為1:1.44X10—4:1 0。
[0008]本發(fā)明基于生物酶催化降解體系，以?。?02為氧化劑，能夠快速破壞三唑磷的分子結(jié)構(gòu)以達(dá)到降解的目的。該方法操作簡單，氯過氧化物酶及11202用量少，反應(yīng)條件溫和，綠色環(huán)保，降解時間短，較優(yōu)條件下1?2分鐘內(nèi)三唑磷的降解率即可達(dá)到98.3%?100%。本發(fā)明為國家自然科學(xué)基金(21176150)資助項目。

【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限于這些實施例。
[0010]實施例1
[0011]將500 11 I 49.8 1111101/1的三唑磷水溶液和5^1 0.12^ 11101/1的氯過氧化物酶溶液(由于氯過氧化物酶的用量太少，不好稱量，所以先將其用0.1001/1的磷酸緩沖溶液配制成0.72 9 001/1的氯過氧化物酶溶液，實際使用量較大時直接加入氯過氧化物酶即可)混合均勻，所得混合液用0.111101/1的磷酸緩沖溶液調(diào)節(jié)邱值至2.75，然后加入22.5 ^ I10臟01噸―1的?。?02水溶液，其中三唑磷與氯過氧化物酶、?。?02的摩爾比為1: 1.44X0，常溫攪拌2分鐘。用高效液相色譜測量降解前后三唑磷的濃度，按下述公式計算三唑磷的降解率:
[0012]11 = (0^)/0^100%
[0013]式中11為三唑磷的降解率，00為三唑磷的初始濃度，4為時間七時三唑磷的濃度。經(jīng)計算，三唑磷的降解率為100%。
[0014]實施例2
[0015]本實施例中，所得混合液用0.111101/1的磷酸緩沖溶液調(diào)節(jié)邱值至2，其他步驟與實施例1相同，經(jīng)計算，三唑磷的降解率為92.95%。
[0016]實施例3
[0017]本實施例中，所得混合液用0.111101/1的磷酸緩沖溶液調(diào)節(jié)邱值至3，其他步驟與實施例1相同，經(jīng)計算，三唑磷的降解率為100%。
[0018]實施例4
[0019]本實施例中，所得混合液用0.111101/1的磷酸緩沖溶液調(diào)節(jié)邱值至4，其他步驟與實施例1相同，經(jīng)計算，三唑磷的降解率為100%。
[0020]實施例5
[0021]本實施例中，所得混合液用0.111101/1的磷酸緩沖溶液調(diào)節(jié)邱值至4.5，其他步驟與實施例1相同，經(jīng)計算，三唑磷的降解率為90.65%。
[0022]實施例6
[0023]本實施例中，所得混合液用0.111101/1的磷酸緩沖溶液調(diào)節(jié)邱值至5，其他步驟與實施例1相同，經(jīng)計算，三唑磷的降解率為70.81%。
[0024]實施例7
[0025]本實施例中，加入8 “ 1011111101 - 171的?。?02水溶液，其他步驟與實施例1相同，其中三唑磷與氯過氧化物酶、??！202的摩爾比為1:1.44X10—4:3丨2。經(jīng)計算，三唑磷的降解率為62.44%。
[0026]實施例8
[0027]本實施例中，加入12仏1011111101 1的??！202水溶液，其他步驟與實施例1相同，其中三唑磷與氯過氧化物酶、！！202的摩爾比為1: 1.44父10—4:4 8。經(jīng)計算，三唑磷的降解率為81.56%。
[0028]實施例9
[0029]本實施例中，加入15仏1011111101噸—1的！！202水溶液，其他步驟與實施例1相同，其中三唑磷與氯過氧化物酶、??！202的摩爾比為1: 1.44父0。經(jīng)計算，三唑磷的降解率為91.85%。
[0030]實施例10
[0031]本實施例中，加入19.5 ^ I 101^01噸—1的??！202水溶液，其他步驟與實施例1相同，其中三唑磷與氯過氧化物酶、?。?02的摩爾比為1:1.44X10—4:7丨8。經(jīng)計算，三唑磷的降解率為 97.75%。
[0032]實施例11
[0033]本實施例中，加入27 “ 10臟01噸—1的?。?02水溶液，其他步驟與實施例1相同，其中三唑磷與氯過氧化物酶、！1202的摩爾比為1: 1.44X10^: 10.8。經(jīng)計算，三唑磷的降解率為 100%。
[0034]實施例12
[0035]本實施例中，加入0.83 0.72 ^ 11101/1的氯過氧化物酶溶液，其他步驟與實施例1相同，其中三唑磷與氯過氧化物酶、％02的摩爾比為1:2.4X10—5:9丨0。經(jīng)計算，三唑磷的降解率為57.73%。
[0036]實施例13
[0037]本實施例中，加入2.08 0.72 ^ 11101/1的氯過氧化物酶溶液，其他步驟與實施例1相同，其中三唑磷與氯過氧化物酶、％02的摩爾比為1:6.0父0。經(jīng)計算，三唑磷的降解率為79.62%。
[0038]實施例14
[0039]本實施例中，加入2.92 0.72 ^ 11101/1的氯過氧化物酶溶液，其他步驟與實施例1相同，其中三唑磷與氯過氧化物酶、％02的摩爾比為1:8.4X10—5:9丨0。經(jīng)計算，三唑磷的降解率為86.35%。
[0040]實施例15
[0041]本實施例中，加入3.75^1 0.72 ^ 11101/1的氯過氧化物酶溶液，其他步驟與實施例1相同，其中三唑磷與氯過氧化物酶、％02的摩爾比為經(jīng)計算，三唑磷的降解率為95.08%。
[0042]實施例16
[0043]本實施例中，加入6.25^1 0.72 ^ 11101/1的氯過氧化物酶溶液，其他步驟與實施例1相同，其中三唑磷與氯過氧化物酶、％02的摩爾比為1:1.8X10—4:9丨0。經(jīng)計算，三唑磷的降解率為100%。
[0044]實施例17
[0045]本實施例中，常溫攪拌時間縮短至0.5分鐘，其他步驟與實施例1相同。經(jīng)計算，三唑磷的降解率為50.55%。
[0046]實施例18
[0047]本實施例中，常溫攪拌時間縮短至1分鐘，其他步驟與實施例1相同。經(jīng)計算，三唑磷的降解率為98.34%。
[0048]實施例19
[0049]本實施例中，常溫攪拌時間延長至5分鐘，其他步驟與實施例1相同。經(jīng)計算，三唑磷的降解率為100%。
【權(quán)利要求】
1.一種氯過氧化物酶催化降解三唑磷的方法，其特征在于:向待降解的三唑磷水溶液中加入氯過氧化物酶，混合均勻，所得混合液用0.lmol/L的磷酸緩沖溶液調(diào)節(jié)pH值至2?5，然后加入1mmol.Γ1的H2O2水溶液，三唑磷與氯過氧化物酶、H2O2的摩爾比為1:2.4Χ1(Γ5 ?1.8Χ1(Γ4:3.2 ?10.8，常溫攪拌 0.5 ?5 分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯過氧化物酶催化降解三唑磷的方法，其特征在于:所得混合液用0.lmol/L的磷酸緩沖溶液調(diào)節(jié)pH值至2.0?4.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯過氧化物酶催化降解三唑磷的方法，其特征在于:所得混合液用0.lmol/L的磷酸緩沖溶液調(diào)節(jié)pH值至2.75。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任意一項所述的氯過氧化物酶催化降解三唑磷的方法，其特征在于:所述的三唑磷與氯過氧化物酶、H2O2的摩爾比為1:8.4Χ1(Γ5?1.44Χ1(Γ4:4.8?10.8。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?3任意一項所述的氯過氧化物酶催化降解三唑磷的方法，其特征在于:所述的三唑磷與氯過氧化物酶、H2O2的摩爾比為1:1.08Χ1(Γ4?1.44Χ1(Γ4:6.0?9.0 ο
6.根據(jù)權(quán)利要求1?3任意一項所述的氯過氧化物酶催化降解三唑磷的方法，其特征在于:所述的三唑磷與氯過氧化物酶、H2O2的摩爾比為1:1.44X 10_4:9.0。
【文檔編號】C02F3/34GK104402121SQ201410667959
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】蔣育澄, 高豐琴, 胡滿成, 李淑妮, 翟全國 申請人:陜西師范大學(xué)