[發明專利]一種利用POPs消減材料降解水體中氯酚類污染物的方法

在審

• 申請號: 202010367059.X
• 申請日: 2020-04-30
• 公開（公告）號: CN111517475A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 宣宇青
• 申請（專利權）人: 宣宇青
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F101/36
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 徐關壽

本發明公開了一種利用POPs消減材料降解水體中氯酚類污染物的方法。采用方法的要點是利用細菌纖維素固定漆酶制備得到一種POPs消減材料BC/Laccase，將其用于水體中氯酚類污染物的降解。本發明利用細菌纖維素和漆酶兩種天然可再生資源為基礎原料制備POPs消減材料，在保證良好降解能力的同時，降低了水體中氯酚類污染物的處理成本，提高了經濟效益，且縮短了POPs消減材料本身在自然環境中的降解周期，具有重要的經濟和環境效益。

技術領域

本發明涉及一種降解水體中氯酚類污染物的方法，特別涉及一種利用POPs消減材料降解水體中氯酚類污染物的方法，屬于環境保護技術領域。

背景技術

水環境污染問題是當前人類發展所必須面對的重大課題。持久性有機污染物(POPs)嚴重危害人類健康及環境安全。其中，氯酚類化合物(CPs)是POPs中典型的有機鹵素污染物，主要包括2-氯苯酚(2-CP)、2,4-二氯酚(2,4-DCP)、2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)等。大多數氯酚類污染物具有生物毒性、生物累積性、化學穩定性及難生物降解等特性，并隨氯原子數量增加毒性增強、降解難度增大，易通過食物鏈在生物體內累積，嚴重危害人類健康及生態安全。由于氯酚類污染物具有穩定的環狀結構，在常規廢水處理系統中很難被處理，大多仍殘留于工業廢水中，最終隨外排水流入生態系統，在水體內不斷富集造成環境惡化。因此，在排入環境之前必須將其進行去除。氯酚類污染物的降解方法很多，傳統的物理和化學法效率低、成本高、應用范圍狹窄，還可能產生有害的副產物，嚴重限制了其在實際廢水處理中的應用。因此，需要開發高效消減氯酚類污染物的新環境治理材料，減輕生態系統的氯酚污染負荷。

漆酶存在于多種生物體中，是一類多銅蛋白氧化酶。游離態漆酶在廢水處理實際應用中流失嚴重，難以從水體中分離并循環使用，且易受實際水體復雜環境影響，造成漆酶處理成本大幅上升，限制了其在水環境治理領域的應用與推廣。酶固定化技術有望克服上述問題，可在極端條件和化學試劑存在下提高漆酶穩定性，促進漆酶高效回收和再利用，降低其使用成本。纖維素是世界上最為豐富的有機高分子化合物，除了在植物細胞壁中存在外，一些細菌如醋酸桿菌通過發酵培養也可合成細菌纖維素。細菌纖維素具有精細的三維網狀結構，其表面含有大量羥基可作為漆酶的結合位點，可考慮將其作為固定漆酶的載體。將漆酶固定于細菌纖維素制備新型POPs消減材料并應用于水體中氯酚類污染物的降解，不但可降低運行成本，提高經濟和環境效益，還可以拓展漆酶和細菌纖維素的應用領域，提高產品附加值。

在消除氯酚類污染物領域，中國專利(CN 201910341727.9)“表面負載金的鈉釩硼酸鹽及其降解氯酚類污染物的應用”通過高級氧化方法，將含有金源和鈉釩硼酸鹽的混合溶液超聲，在氙燈下照射30min，離心得到表面負載金的鈉釩硼酸鹽，加入含氯酚污染物溶液中避光攪拌，氙燈下照射80-210min，測得100min 2-氯酚脫氯效率可達81.1％；中國專利(CN 201810518093.5)“釩硼酸鈉表面負載銀材料在可見光下降解氯氛類污染物的方法”以氯代苯酚為污染物，在釩硼酸鈉表面負載銀材料、污染物濃度在20mg/L的水溶液條件下，在可見光照射下對其進行光催化氧化降解，120min將2-氯酚完全降解，通過高效液相色譜儀分析發現氯酚降解率為100％；中國專利(CN201811504868.X)“一種快速馴化可降解2,4,6-三氯酚的微生物方法”將SBR作為主體反應裝置，接種城鎮污水處理廠二次沉淀池的活性污泥，采用兩階段方式馴化，即先引入含2,4,6-三氯酚的污水進入SBR進行曝氣馴化，獲得有一定降解能力的活性污泥，再將蔗糖作為共基質有機碳源，引入SBR反應器曝氣馴化，最終獲得了具有較高降解2,4,6-三氯酚能力的好氧活性污泥。截至目前，還未見到利用以漆酶和細菌纖維素為基礎原料制備的POPs消減材料降解水體中氯酚類污染物的相關工藝技術出現。

漆酶和細菌纖維素均來源于生物體，來源廣泛，可為新型POPs消減材料的開發及產業化應用提供良好的資源條件。制備的新型POPs消減材料在保證良好降解能力的同時，可以降低水體中氯酚類污染物的處理成本，提高經濟效益，縮短POPs消減材料本身在自然環境中的降解周期，具有重要的經濟和環境效益。