降解水中持久性污染物的新策略

将二氧化钛、二氧化硅和从大豆壳中提取的酶混合在一起,实现了一种降解持久性污染物的混合固体体系。

从城市和工业废水中去除有机污染物是现代研究的主要课题之一,因为除了人类活动产生的典型污染物外,由于新的工业过程和药品和个人护理产品(PPCPs)的消费增加,近年来在废水中发现了许多新的化学物质。官方manbetx手机版遗憾的是,现代污水处理厂采用的化学-生物处理方法往往不能有效去除极少量的物质。此外,某些PPCPs及其代谢物在水中非常稳定,在常规处理下难以降解,因此长时间运动对环境有不利影响。

图1所示。硅胶整体的图像。放大后的右图显示了大豆过氧化物酶分子(蓝色)在大石块(棕色)表面的结合。

解决这个问题的新策略目前正在研究中。都灵大学官方manbetx手机版(意大利)化学系的研究人员实现了一种能够有效降解一组染料和持久抗惊厥药物卡马西平的混合系统。该系统结合了二氧化钛(TiO)的光催化性能2)与大豆中提取的过氧化物酶(大豆)船体。在与TiO混合之前2在美国,这种酶以前是固定在固体硅块上的,这种固体硅块是由商业硅粉和从城市堆肥废物中获得的生物基物质混合而成的。最终产物是一种稳定且易于操作的载体,同时可以稳定和保护过氧化物酶,并由于其高孔隙率和亲水性而与溶液交换物质(图1)。

降解的运行机制从二氧化钛的光介导活化开始,二氧化钛产生不同种类的活性氧(ROS),如羟基自由基、超氧阴离子或过氧化氢。过氧化氢的存在诱导大豆过氧化物酶的活化,形成其高度氧化的中间体。结果是酶和ROS对目标分子的同步作用,并逐步降解并从测试溶液中去除它们(图2)。

图2所示。紫外光照射下二氧化钛/整体石- sbp体系的化学反应示意图。

光催化机制和酶作用的协同作用使所研究的所有物种的去除速度更快。特别重要的是在卡马西平溶液中获得的结果,其中过氧化物酶本身几乎无效,但它仍然能够加快TiO的去除率2一个人。

这种方法的一个有趣的方面是可以在不改变实验条件的情况下使用不同的反应途径,但只需要混合两种催化剂。事实上,在先前的一项关于使用TiO降解有毒和致癌农药2,4,6-三氯苯酚的研究中2/过氧化物酶系统,我们能够证明,作为杂交系统导致形成不同的和毒性较小的中间体相对于单独使用的两种方法。

总之,这种方法对于去除顽固污染物似乎是有趣和有效的。目前正在进行其他研究,以更好地阐明反应机制,从而能够基于相同的原理设计更稳定和有效的系统。

恩佐·劳伦提,保拉·卡尔扎
意大利都灵大学化学系

出版

二氧化钛和硅胶固定化大豆过氧化物酶降解橙色染料和卡马西平。
李建军,李建军,李建军
环境科学与污染研究,2016年12月

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