氯过氧化物酶催化降解三唑磷的方法
【专利摘要】本发明公开了一种氯过氧化物酶催化降解三唑磷的方法，基于生物酶催化降解体系，向待降解的三唑磷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2～5，然后以H2O2为氧化剂，向混合液中加入H2O2水溶液，室温搅拌降解三唑磷。本发明操作简单，氯过氧化物酶及H2O2用量少，反应条件温和，能够快速破坏三唑磷的分子结构，使其断裂为小分子，减小其对环境的污染，且较优条件下1～2分钟内三唑磷的降解率即可达到98.3％～100％。
【专利说明】氯过氧化物酶催化降解三唑磷的方法
【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三唑磷快速降解的方法。
【背景技术】
[0002]三唑磷的纯品为淡黄色的油状液体，是一种广谱性的硫代磷酸酯类的杀虫杀螨齐0，属于有机磷农药。三唑磷对水稻植株有很强的渗透性、对害虫有较高的胃毒活性和杀卵能力等特点。因此，对常见的水稻危害害虫如二化螟和三化螟有着较强的触杀活力，从而被大量应用于水稻、棉花等害虫的防治。但三唑磷对蜜蜂和鱼类等都有毒，对高等动物的毒性比较大。高浓度的三唑磷还可能具有较强的诱变效应。随着对三唑磷的使用量的日益增大，在保证农作物的产量的同时，也给环境带来了负面影响，破坏了稻田生态系统的平衡，对水生生态系统和人类健康也带来了更大的风险。
[0003]目前，关于三唑磷的处理方法有土壤吸附降解、水力空化法、三唑磷降解菌、淡水藻类、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，土壤吸附降解为物理可逆过程，该农药施入土壤后，可能会发生解吸附作用；水力空化技术在废水处理领域还只是处于探索阶段，三唑磷降解效率只有50%左右；三唑磷降解菌降解三唑磷时用时长0 1小时)；淡水藻类降解率8天内低于50% ；二苯基噻吩光催化氧化法用时长，6天的降解率只有73.96% ；1102光催化法，需要成本较高的特殊光源，太阳光利用率低；？6社011氧化法降解时会产生二次污染；03氧化法降解时03需要在线生成，设备要求高。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于克服上述三唑磷处理方法的缺点，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三唑磷的方法。
[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:向待降解的三唑磷溶液中加入氯过氧化物酶，混合均勻，用0.111101/1的磷酸缓冲溶液调节混合液的邱至2?5，然后加入浓度为10臟01 - 171的！！202水溶液，在室温条件下搅拌0.5?5分钟，所述的三唑磷与氯过氧化物酶、只202的摩尔比为1:2.4X10—5?1.8X10—4:3.2?10.8。
[0006]本发明优选将所得混合液用0.111101/1的磷酸缓冲溶液调节邱值至2.0?4.5，最佳选择将所得混合液用0.1001/1的磷酸缓冲溶液调节邱值至2.75。
[0007]上述的三唑磷与氯过氧化物酶、！！202的摩尔比优选为1:8.4X10^?1.44X10—4:4.8 ?10.8，更优选 1:1.08X10—4 ?1.44X10—4:6.0 ?9.0，最佳为1:1.44X10—4:1 0。
[0008]本发明基于生物酶催化降解体系，以！！202为氧化剂，能够快速破坏三唑磷的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11202用量少，反应条件温和，绿色环保，降解时间短，较优条件下1?2分钟内三唑磷的降解率即可达到98.3%?100%。本发明为国家自然科学基金(21176150)资助项目。
【具体实施方式】
[0009]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。
[0010]实施例1
[0011]将500 11 I 49.8 1111101/1的三唑磷水溶液和5^1 0.12^ 11101/1的氯过氧化物酶溶液(由于氯过氧化物酶的用量太少，不好称量，所以先将其用0.1001/1的磷酸缓冲溶液配制成0.72 9 001/1的氯过氧化物酶溶液，实际使用量较大时直接加入氯过氧化物酶即可)混合均匀，所得混合液用0.111101/1的磷酸缓冲溶液调节邱值至2.75，然后加入22.5 ^ I10臟01吨―1的！！202水溶液，其中三唑磷与氯过氧化物酶、！！202的摩尔比为1: 1.44X0，常温搅拌2分钟。用高效液相色谱测量降解前后三唑磷的浓度，按下述公式计算三唑磷的降解率:
[0012]11 = (0^)/0^100%
[0013]式中11为三唑磷的降解率，00为三唑磷的初始浓度，4为时间七时三唑磷的浓度。经计算，三唑磷的降解率为100%。
[0014]实施例2
[0015]本实施例中，所得混合液用0.111101/1的磷酸缓冲溶液调节邱值至2，其他步骤与实施例1相同，经计算，三唑磷的降解率为92.95%。
[0016]实施例3
[0017]本实施例中，所得混合液用0.111101/1的磷酸缓冲溶液调节邱值至3，其他步骤与实施例1相同，经计算，三唑磷的降解率为100%。
[0018]实施例4
[0019]本实施例中，所得混合液用0.111101/1的磷酸缓冲溶液调节邱值至4，其他步骤与实施例1相同，经计算，三唑磷的降解率为100%。
[0020]实施例5
[0021]本实施例中，所得混合液用0.111101/1的磷酸缓冲溶液调节邱值至4.5，其他步骤与实施例1相同，经计算，三唑磷的降解率为90.65%。
[0022]实施例6
[0023]本实施例中，所得混合液用0.111101/1的磷酸缓冲溶液调节邱值至5，其他步骤与实施例1相同，经计算，三唑磷的降解率为70.81%。
[0024]实施例7
[0025]本实施例中，加入8 “ 1011111101 - 171的！！202水溶液，其他步骤与实施例1相同，其中三唑磷与氯过氧化物酶、！！202的摩尔比为1:1.44X10—4:3丨2。经计算，三唑磷的降解率为62.44%。
[0026]实施例8
[0027]本实施例中，加入12仏1011111101 1的！！202水溶液，其他步骤与实施例1相同，其中三唑磷与氯过氧化物酶、！！202的摩尔比为1: 1.44父10—4:4 8。经计算，三唑磷的降解率为81.56%。
[0028]实施例9
[0029]本实施例中，加入15仏1011111101吨—1的！！202水溶液，其他步骤与实施例1相同，其中三唑磷与氯过氧化物酶、！！202的摩尔比为1: 1.44父0。经计算，三唑磷的降解率为91.85%。
[0030]实施例10
[0031]本实施例中，加入19.5 ^ I 101^01吨—1的！！202水溶液，其他步骤与实施例1相同，其中三唑磷与氯过氧化物酶、！！202的摩尔比为1:1.44X10—4:7丨8。经计算，三唑磷的降解率为 97.75%。
[0032]实施例11
[0033]本实施例中，加入27 “ 10臟01吨—1的！！202水溶液，其他步骤与实施例1相同，其中三唑磷与氯过氧化物酶、！1202的摩尔比为1: 1.44X10^: 10.8。经计算，三唑磷的降解率为 100%。
[0034]实施例12
[0035]本实施例中，加入0.83 0.72 ^ 11101/1的氯过氧化物酶溶液，其他步骤与实施例1相同，其中三唑磷与氯过氧化物酶、％02的摩尔比为1:2.4X10—5:9丨0。经计算，三唑磷的降解率为57.73%。
[0036]实施例13
[0037]本实施例中，加入2.08 0.72 ^ 11101/1的氯过氧化物酶溶液，其他步骤与实施例1相同，其中三唑磷与氯过氧化物酶、％02的摩尔比为1:6.0父0。经计算，三唑磷的降解率为79.62%。
[0038]实施例14
[0039]本实施例中，加入2.92 0.72 ^ 11101/1的氯过氧化物酶溶液，其他步骤与实施例1相同，其中三唑磷与氯过氧化物酶、％02的摩尔比为1:8.4X10—5:9丨0。经计算，三唑磷的降解率为86.35%。
[0040]实施例15
[0041]本实施例中，加入3.75^1 0.72 ^ 11101/1的氯过氧化物酶溶液，其他步骤与实施例1相同，其中三唑磷与氯过氧化物酶、％02的摩尔比为经计算，三唑磷的降解率为95.08%。
[0042]实施例16
[0043]本实施例中，加入6.25^1 0.72 ^ 11101/1的氯过氧化物酶溶液，其他步骤与实施例1相同，其中三唑磷与氯过氧化物酶、％02的摩尔比为1:1.8X10—4:9丨0。经计算，三唑磷的降解率为100%。
[0044]实施例17
[0045]本实施例中，常温搅拌时间缩短至0.5分钟，其他步骤与实施例1相同。经计算，三唑磷的降解率为50.55%。
[0046]实施例18
[0047]本实施例中，常温搅拌时间缩短至1分钟，其他步骤与实施例1相同。经计算，三唑磷的降解率为98.34%。
[0048]实施例19
[0049]本实施例中，常温搅拌时间延长至5分钟，其他步骤与实施例1相同。经计算，三唑磷的降解率为100%。
【权利要求】
1.一种氯过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过氧化物酶，混合均匀，所得混合液用0.lmol/L的磷酸缓冲溶液调节pH值至2?5，然后加入1mmol.Γ1的H2O2水溶液，三唑磷与氯过氧化物酶、H2O2的摩尔比为1:2.4Χ1(Γ5 ?1.8Χ1(Γ4:3.2 ?10.8，常温搅拌 0.5 ?5 分钟。
2.根据权利要求1所述的氯过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的磷酸缓冲溶液调节pH值至2.0?4.5。
3.根据权利要求1所述的氯过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的磷酸缓冲溶液调节pH值至2.75。
4.根据权利要求1?3任意一项所述的氯过氧化物酶催化降解三唑磷的方法，其特征在于:所述的三唑磷与氯过氧化物酶、H2O2的摩尔比为1:8.4Χ1(Γ5?1.44Χ1(Γ4:4.8?10.8。
5.根据权利要求1?3任意一项所述的氯过氧化物酶催化降解三唑磷的方法，其特征在于:所述的三唑磷与氯过氧化物酶、H2O2的摩尔比为1:1.08Χ1(Γ4?1.44Χ1(Γ4:6.0?9.0 ο
6.根据权利要求1?3任意一项所述的氯过氧化物酶催化降解三唑磷的方法，其特征在于:所述的三唑磷与氯过氧化物酶、H2O2的摩尔比为1:1.44X 10_4:9.0。
【文档编号】C02F3/34GK104402121SQ201410667959
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月20日 优先权日:2014年11月20日
【发明者】蒋育澄, 高丰琴, 胡满成, 李淑妮, 翟全国 申请人:陕西师范大学