一种酶诱导磷酸盐沉淀固化剂及其应用方法技术

本发明专利技术公开了一种酶诱导磷酸盐沉淀固化剂及其应用方法，该酶诱导磷酸盐沉淀固化剂包括植酸酶和植酸钠，所述植酸酶的质量与植酸钠的物质的量之比为1：(5～50)，所述植酸酶的质量单位为g，植酸钠的物质的量的单位为mmol，该应用方法包括将植酸酶溶液、植酸钠溶液加入含重金属可溶性盐的溶液中，得到修复体系，将所述修复体系静置12h～72h，完成重金属污染修复。本发明专利技术的酶诱导磷酸盐沉淀固化剂的应用方法，相对于传统的MICP和EICP具有酶活性更适宜的特点，既可以避免碳酸根离子含量较低也可以避免铜氨络合物生成而增加重金属迁移扩散风险，重金属固化率最高可达96.5％，具有重金属固化效果显著提高的特点。固化效果显著提高的特点。固化效果显著提高的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种酶诱导磷酸盐沉淀固化剂及其应用方法


[0001]本专利技术属于岩土工程
，具体涉及一种酶诱导磷酸盐沉淀固化剂及其应用方法。

技术介绍

[0002]目前，随着社会发展快速发展，土壤和水体重金属污染严重，这些重金属污染物会通过食物链的富集作用威胁人类的健康。重金属污染地下水修复技术主要可分为异位修复技术和原位修复技术两类，重金属污染土壤修复方法，主要可以分为：物理方法、化学方法和生物方法。生物方法中，MICP(微生物诱导碳酸盐沉积)和EICP(酶诱导碳酸盐沉淀)技术已有大量研究，例如：专利号为CN202010707932.5专利技术专利提出了“一种有机物联合植物脲酶加固土体的方法”，用来固化土体；专利号为CN202210790309.X的专利技术专利提出了“一种基于MICP技术的河道污泥资源再利用处理方法”，用于河道污泥治理，专利号为CN202210009189.5提出了“一种利用凹凸棒黏土促进微生物诱导碳酸盐沉淀的方法”，用于水体和土壤中修复重金属。但是对于MICP和EICP技术在修复重金属铜污染时，所用的酶在重金属铜污染中会变性甚至失去活性，无法分解尿素产生碳酸根离子，而酶活性较高时，强碱环境促进铜氨络合物的生成，这一络合物以离子的形式存在，使得固化铜离子效果减弱，此外酶也容易在强酸环境下失去活性，在极端pH环境下修复效率接近于零；另外，修复过程中生成的有害副产物氨氮会进一步污染地下水，对周边环境造成二次污染。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种酶诱导磷酸盐沉淀固化剂及其应用方法。本专利技术的酶诱导磷酸盐沉淀固化剂的应用方法，相对于传统的MICP和EICP，具有酶活性更适宜的特点，既可以避免因为酶活性不足所造成的碳酸根离子含量较低的缺陷，也可以避免因酶活性过高，造成过多无法固化的铜氨络合物生成进而降低重金属固化效果的缺陷，重金属固化率最高可达96.5％，具有重金属固化效果显著提高的特点。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种酶诱导磷酸盐沉淀固化剂，其特征在于，包括植酸酶和植酸钠，所述植酸酶的质量与植酸钠的物质的量之比为1：(5～50)，所述植酸酶的质量单位为g，植酸钠的物质的量的单位为mmol。
[0005]此外，本专利技术还提供一种应用上述的酶诱导磷酸盐沉淀固化剂的方法，其特征在于，包括将植酸酶溶液和植酸钠溶液加入含重金属可溶性盐的溶液中，得到修复体系，将所述修复体系静置12h～72h，完成重金属污染修复。
[0006]上述的方法，其特征在于，所述修复体系中，重金属离子的物质的量浓度为5mmol/L～50mmol/L，植酸钠的物质的量与重金属离子的物质的量之比为1:1，植酸酶的质量与植酸钠的物质的量之比为1：(5～50)，所述植酸酶的质量单位为g，植酸钠的物质的量的单位为mmol。
[0007]上述的方法，其特征在于，所述植酸酶溶液的制备方法包括：
[0008]步骤101、将含植酸酶的固体饲料添加剂溶于蒸馏水中，得到含植酸酶体系A；
[0009]步骤102、磁力搅拌步骤101所述含植酸酶体系A，得到含植酸酶体系B；
[0010]步骤103、将步骤102所述含植酸酶体系B离心除杂，提取上清液，得到植酸酶溶液。
[0011]上述的方法，其特征在于，步骤101中所述含植酸酶体系A中植酸酶浓度为40g/L～100g/L。
[0012]上述的方法，其特征在于，步骤102中磁力搅拌含植酸酶体系A的时间为10min～30min。
[0013]上述的方法，其特征在于，步骤103中所述离心速度为4000转/min，离心时间为5min。
[0014]上述的方法，其特征在于，在静置之前还包括调节所述修复体系的pH为4.5～7.5。
[0015]上述的方法，其特征在于，调节所述修复体系的pH为用氢氧化钠溶液进行调节。
[0016]上述的方法，其特征在于，所述重金属为铜。
[0017]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0018]1、本专利技术酶诱导磷酸盐沉淀固化剂的应用方法，相对于传统的MICP和EICP修复技术，具有酶活性更适宜的特点，既可以避免因为酶活性不足所造成的碳酸根离子含量较低的缺陷，也可以避免因酶活性过高，导致铜氨络合物生成进而降低重金属固化效果的缺陷，重金属固化率最高可达96.5％，具有重金属固化效果显著提高的特点。
[0019]2、本专利技术酶诱导磷酸盐沉淀固化剂的应用方法，可有效避免副产物氨氮产生，防止地下水污染，具有显著降低环境二次污染的特点。
[0020]3、本专利技术酶诱导磷酸盐沉淀固化剂的应用方法，通过将重金属转化为磷酸盐，实现重金属的固化，相对于传统的MICP和EICP修复技术，具有固化沉积物化学稳定性更高的特点。
[0021]4、本专利技术酶诱导磷酸盐沉淀固化剂的应用方法，包括将植酸钠与提前配制好的植酸酶溶液混合，得到修复体系，可有效避免含植酸酶固体饲料中的杂质对修复效率的影响。
[0022]5、优选的，本专利技术酶诱导磷酸盐沉淀固化剂的应用方法，还包括调节修复体系的pH为4.5～7.5，可有效实现极端环境下重金属的脱除，得到更好的重金属的固化条件。
[0023]下面结合附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
[0024]说明书附图
[0025]图1为实施例2在不同pH下植酸酶的活性测定流程示意图。
[0026]图2为实施例2植酸酶活性测定结果示意图。
[0027]图3为实施例3配制得到调节后修复体系的流程示意图。
[0028]图4为实施例3～22的重金属修复效率。
[0029]图5为pH值在7.5时对比例1和本专利技术重金属修复效率对比图。
具体实施方式
[0030]以下结合实施例具体说明本专利技术的内容，下列说明并非对本专利技术的限制。
[0031]按本专利技术的方法制备得到一种酶诱导磷酸盐沉淀固化剂及其应用方法，具体如下。
[0032]实施例1
[0033]本实施例提供一种酶诱导磷酸盐沉淀固化剂的应用方法，包括：
[0034]步骤一、将硝酸铜溶于蒸馏水，得到硝酸铜溶液；所述硝酸铜溶液中硝酸铜的浓度为200mmol/L；
[0035]步骤二、将植酸钠溶于蒸馏水，得到浓度为100mmol/L的植酸钠溶液；所述植酸钠相对分子质量为923.82；
[0036]步骤三、将0.5mL浓度为40g/L的植酸酶溶液、1mL浓度为100mmol/L的植酸钠溶液与0.5mL步骤一的硝酸铜溶液混合，向混合后体系中加入蒸馏水至20mL，得到修复体系；所述修复体系的pH为2；
[0037]步骤四、将所述修复体系静置45h，完成重金属污染修复。
[0038]所述植酸酶溶液的制备方法包括：
[0039]步骤101、将含植酸酶的固体饲料添加剂溶于蒸馏水中，定容到100mL，得到植酸酶浓度为40g/L的含植酸酶体系A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酶诱导磷酸盐沉淀固化剂，其特征在于，包括植酸酶和植酸钠，所述植酸酶的质量与植酸钠的物质的量之比为1：(5～50)，所述植酸酶的质量单位为g，植酸钠的物质的量的单位为mmol。2.一种应用如权利要求1所述的酶诱导磷酸盐沉淀固化剂的方法，其特征在于，包括将植酸酶溶液和植酸钠溶液加入含重金属可溶性盐的溶液中，得到修复体系，将所述修复体系静置12h～72h，完成重金属污染修复。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述修复体系中，重金属离子的物质的量浓度为5mmol/L～50mmol/L，植酸钠的物质的量与重金属离子的物质的量之比为1:1，植酸酶的质量与植酸钠的物质的量之比为1：(5～50)，所述植酸酶的质量单位为g，植酸钠的物质的量的单位为mmol。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述植酸酶溶液的制备方法包括：步骤101、将含植酸酶的固体饲料添加剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑文杰，吕鑫江，王琳，胡文乐，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：