[发明专利]一种工业化漆酶与丁香醛联合降解水产养殖污水中抗生素的方法

说明书

本发明公开了一种工业化漆酶与丁香醛介体联合降解水产养殖污水中抗生素的方法，采用工业化Novozym 51003漆酶与丁香醛介体联合降解水产养殖污水中的磺胺类抗生素，包括以下步骤：向水产养殖池塘污水中添加一定量的磺胺类抗生素母液，再添加丁香醛介体母液，最后添加Novozym 51003漆酶，调节到适宜的pH，在一定温度下振荡反应0.5‑6小时，完成催化氧化降解反应，污水中磺胺类抗生素可得到有效降解。本发明利用工业化漆酶作为漆酶来源，丁香醛介体浓度的确定综合考虑了介体的生态效应与降解效果，处理工艺简单、成本低、污染物去除率高。

技术领域

本发明属于生物化学领域，具体涉及一种利用工业化漆酶Novozym 51003漆酶和丁香醛作为反应介体联合降解水产养殖污水中抗生素的方法。

背景技术

近年来，在水环境中检出抗生素的报道不断引起重视。2015年，中国首份抗生素排放与污染地图的公布受到社会各界的高度关注。环境抗生素残留引发的生态效应问题受到国内外研究者的持续关注。为降低抗生素残留对环境的潜在生态风险，特别是近年来在我国推行排污许可证的背景下，抗生素等环境痕量污染物的降解和去除研究已成为学者们关切的热点。

磺胺类抗生素是常用的一类抗菌消炎药，多用于人类和动物疾病的治疗和预防，并作为动物生长促进剂以亚治疗剂量添加到动物饲料中。磺胺类抗生素吸附性差，能够在水体中长期储存并累积，因此，从源头上控制磺胺类抗生素的排放极为必要。

目前，国内外对抗生素的降解工艺研究主要包括生物降解和高级氧化技术(AOPs)等；而去除工艺研究主要有传统的去除技术(如过滤、絮凝和沉降等)、吸附、膜技术及其组合方法。AOPs技术能够高效降解多类有机污染物，是当前研究较多的抗生素降解工艺。然而，大部分AOPs技术单一处理存在降解不彻底，成本较高，添加催化剂和氧化剂可能造成二次污染。

为寻找一种经济有效的抗生素降解方法，近年来，酶催化氧化技术得到较大发展，其中广受关注的是漆酶。漆酶(EC 1.10.3.2)是日本学者Yoshida在1883年从紫胶漆树的分泌物中发现的一种铜蓝氧化酶蛋白。与其他氧化酶(如过氧化氢酶)相比，漆酶催化反应中可以直接利用O₂作为电子受体，不需要添加H₂O₂，具有能耗低、效率高、环境友好的优越性能。近二十多年来的研究表明，漆酶利用加入介体的方式可以大大拓宽漆酶的应用底物范围，具有广阔的应用前景。然而，目前国内外文献中多采用高纯度的漆酶科研试剂或对产漆酶菌进行分离与培养，利用漆酶粗提液或固定化漆酶的方式进行污染物降解研究，高纯度漆酶的价格高昂，而培养与分离漆酶的产量非常有限，这在很大程度上限制了漆酶的实际应用价值。

Novozym 51003漆酶是诺维信公司生产的一种工业化漆酶，它是由一种转基因曲霉菌经深层发酵制备的漆酶制剂。目前，Novozym 51003漆酶在印染、造纸等行业广泛应用，然而在抗生素类污水处理中的应用还鲜见报道。

发明内容

本发明的目的在于以Novozym 51003漆酶和丁香醛介体联合降解水产养殖污水中的抗生素。与其他来源的漆酶相比，Novozym 51003漆酶具有产量大、价格合理、性质稳定等优点，这些优点使其更适用于实际污水处理。

本发明的另一目的在于，在充分考虑丁香醛自身环境毒性效应的基础上，得到最优的降解参数，解决相关研究中不考虑介体环境毒性的实际问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种工业化漆酶与丁香醛介体联合降解水产养殖污水中抗生素的方法，其特征在于：

其中漆酶为Novozym 51003漆酶，一种由转基因的曲霉属真菌发酵生产的液体漆酶,漆酶活性大于800U/g；由诺维信(中国)生物技术有限公司提供，批号：OMN07027。

其中丁香醛的化学名称为3,5-二甲氧基-4-羟基苯甲醛，CAS号为134-96-3，分子量为182.17；