【技术实现步骤摘要】
本申请属于水处理，具体涉及磷脂酶在促进水体磷素去除中的应用。
技术介绍
1、人类生产和生活所产生的磷负荷已经导致了湖泊的富营养化。因此，在污水深度处理中，磷的去除是水体治理的关键环节之一。
2、湿地或人工湿地，包括独特的土壤(填料)-植物-微生物生态系统，是控制磷负荷的廉价而有效的应用技术，其去除水体磷素的机理主要为物理、化学和生物作用。物理作用包括沉积，主要指进水中的可溶性磷酸盐通过物理作用导致磷存储于湿地内部的过程；化学作用包括吸附和沉淀，主要指通过土壤(填料)吸附磷素并沉淀在湿地或人工湿地系统；生物作用包括植物吸收与微生物正常吸收和过量积累，植物吸收主要指无机磷酸盐(po43-、hpo42-、h2po4-)被植物根吸收并同化为植物的有机成分(如atp、磷脂、辅酶、dna和rna等)，进而通过收割而被带出系统，微生物正常吸收和过量积累主要指微生物生长中将磷素吸收至细胞内并转化为微生物细胞的组成部分。
3、其中，化学作用被认为是最主要的除磷机理之一，因此提高土壤(填料)吸附能力成为研究的热点。如公开号为cn105776552a的中国专利技术专利记载了一种用于人工湿地的除磷填料及其制备方法，提供了内核由ca(oh)2和三价铁盐组成、外层覆盖caco3的核壳结构除磷填料；公开号为cn112979086a的中国专利技术专利记载了一种强化型人工湿地除磷填料，由组合填料和聚磷菌活化液复合而成，组合填料选自沸石、麦饭石、碎石、磁铁矿、火山石、白云石、页岩陶粒、牡蛎壳、海蛤壳、煤渣、炉渣、草炭、粗砂、砾石、黏土陶粒、
4、相对应的，植物吸收作用更值得我们关注，因为其吸收磷素并同化为植物的有机成分后通过收割而被带出系统。但其同样存在一定的限制，主要是因为磷在污水中常以无机磷酸盐(po43-、hpo42-、h2po4-)、聚磷酸盐和有机磷的形式存在，其中只有无机磷酸盐能够被植物，而有机磷在自然条件下虽然可通过多种复杂途径逐渐转化成植物可吸收的无机磷酸(即可吸收磷)，但其转化进程非常缓慢，耗时较长，往往转化进程尚未完成，污水便已从系统中排放，从而影响了水中磷素的去除效率，不利于出水水质的提高，增加受纳水体富营养化的风险。
技术实现思路
1、1.要解决的问题
2、本申请针对湿地或人工湿地系统中植物无法吸收有机磷，从而导致植物对磷素吸收效率较低的问题，提供了磷脂酶在促进水体磷素去除中的应用，通过磷脂酶的催化作用，将有机磷其转化为中间体，进而缩短有机磷转化到可吸收磷的时间，加快了磷素向可吸收磷的转化，提高植物对磷素吸收效率，进而促进水体磷素的去除效率。
3、2.技术方案
4、为了解决上述问题，本申请所采用的技术方案如下：
5、本申请提供了磷脂酶在促进水体磷素去除中的应用，该应用是将磷脂酶投加至湿地或人工湿地系统，磷脂酶将有机磷催化降解为中间体，进而缩短有机磷转化到可吸收磷的时间，加快了磷素向可吸收磷的转化，提高植物对磷素吸收效率，从而提高湿地或人工湿地系统对水体磷素的去除效率；磷脂酶(phospholipases)是生物体内负责磷脂代谢和生物合成的一类酶，能催化甘油磷脂的水解反应；磷脂酶一般被广泛应用于食品加工领域，水解磷脂的目的在于提高食品口感，比如提高面食风味，或重点研究在植物磷循环方面的作用，如农作物领域，在环境保护水处理方面基本没有涉及。
6、进一步地，上述磷脂酶包括磷脂酶a1(pla1)、磷脂酶a2(pla2)、磷脂酶b(plb)、磷脂酶c(plc)和磷脂酶d(pld)中的任意一种或多种；上述磷脂酶是根据其水解磷脂位点的不同进行的分类，其水解磷脂位点如图1所示，磷脂酶a1(pla1)和磷脂酶a2(pla2)主要作用于磷脂分子中的特定酯键(如甘油磷脂的1，或2位酯键)，水解产生脂酸(如花生四烯酸)和溶血磷脂，并不直接水解出磷酸；磷脂酶b(plb)则具有更广泛的底物特异性，能够水解磷脂的两个酯键，包括那些含有磷酸基团的酯键，但其主要产物并非单独的磷酸，而是游离脂肪酸和甘油磷脂酰胆碱等；磷脂酶c(plc)主要作用于磷脂的磷酸酯键，但其主要产物是二酰甘油和磷酸化的头部基团，也不是单独的磷酸根；磷脂酶d(pld)主要作用于磷脂的头部基团，产生磷脂酸和醇类，同样不直接产生磷酸根；然而，虽然上述磷脂酶水解磷脂的产物都不是植物可直接吸收的无机磷酸(即可吸收磷)，但是本专利技术却发现经过磷脂酶处理后，可以促进植物对磷素的吸收效率，推测是有机磷被转化为中间体后加快了磷素向可吸收磷的转化。
7、进一步地，上述磷脂酶包括磷脂酶a1和/或磷脂酶b。
8、进一步地，上述应用包括：以纳米球为填料基质，负载上述磷脂酶后，再使用海藻酸钠包裹后作为人工湿地填料进行使用；将磷脂酶进行负载和包裹后，可以对磷脂酶进行固定和包裹，使得磷脂酶缓慢释放，延长磷脂酶作用的有效时间，实现磷脂酶对于流动水体的持久有效性。
9、进一步地，上述人工湿地填料还包括cacl2，ca2+起促进磷脂酶水解的作用，金属离子如钙离子等可以通过与有机磷分子中的特定基团相互作用，促进水解反应的进行。
10、进一步地，上述人工湿地填料的制备方法包括：将纳米球加入磷脂酶溶液，震荡后静置获得催化纳米球；催化纳米球加入海藻酸钠溶液中，搅拌至其表面覆盖海藻酸钠；再将其投入氯化钙溶液中，包埋后取出即为上述人工湿地填料。
11、进一步地，上述人工湿地填料还包括吲哚乙酸、维生素b1、维生素b6、钙、铁、锌、镁等；可以促进植物根系生长，从而提高磷的吸收效率。
12、进一步地，上述人工湿地填料的制备方法包括：将纳米球加入含有吲哚乙酸、维生素b1、维生素b6、钙、铁、锌和镁的混合辅助液，震荡后静置获得辅助纳米球；将催化纳米球和辅助纳米球加入海藻酸钠溶液中，搅拌至其表面覆盖海藻酸钠；再将其投入氯化钙溶液中，包埋后取出即为上述人工湿地填料。
13、进一步地，上述钙为氯化钙。
14、进一步地，上述铁为硫酸亚铁。
15、进一步地，上述锌为硫酸锌。
16、进一步地，上述镁为硫酸镁。进一步地，上述混合辅助液中，吲哚乙酸的浓度为：10～1000mg/l。更进一步地，上述混合辅助液中，吲哚乙酸的浓度为1000mg/l。
17、进一步地，上述混合辅助液中，维生素b1的浓度为：1～100mg/l。更进一步地，上述混合辅助液中，维生素b1的浓度为100mg/l。
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1.磷脂酶在促进水体磷素去除中的应用，所述应用包括将磷脂酶投加至湿地或人工湿地系统，所述磷脂酶包括磷脂酶A1、磷脂酶A2、磷脂酶B、磷脂酶C和磷脂酶D中的任意一种或多种。
2.根据权利要求1所述的磷脂酶在促进水体磷素去除中的应用，其特征在于，所述磷脂酶包括磷脂酶A1和/或磷脂酶B。
3.根据权利要求1或2所述的磷脂酶在促进水体磷素去除中的应用，其特征在于，所述应用包括：以纳米球为填料基质，负载磷脂酶，使用海藻酸钠包裹后作为人工湿地填料进行使用。
4.根据权利要求3所述的磷脂酶在促进水体磷素去除中的应用，其特征在于，所述人工湿地填料还包括CaCl2。
5.根据权利要求4所述的磷脂酶在促进水体磷素去除中的应用，其特征在于，所述人工湿地填料还包括吲哚乙酸、维生素B1、维生素B6、钙、铁、锌、镁。
6.权利要求4中所述的人工湿地填料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将纳米球加入磷脂酶溶液，震荡后静置获得催化纳米球；催化纳米球加入海藻酸钠溶液中，搅拌至其表面覆盖海藻酸钠；再将其投入氯化钙溶液中，包埋后取出。
7.权
8.一种促进水体磷素去除的人工湿地填料，其特征在于，所述人工湿地填料包括：
9.根据权利要求8所述的上述一种促进水体磷素去除的人工湿地填料，其特征在于，所述人工湿地填料还包括：吲哚乙酸、维生素B1、维生素B6、钙、铁、锌、镁。
10.一种人工湿地系统，其特征在于，所述人工湿地系统中的填料包括权利要求8或9所述的促进水体磷素去除的人工湿地填料。
...【技术特征摘要】
1.磷脂酶在促进水体磷素去除中的应用，所述应用包括将磷脂酶投加至湿地或人工湿地系统，所述磷脂酶包括磷脂酶a1、磷脂酶a2、磷脂酶b、磷脂酶c和磷脂酶d中的任意一种或多种。
2.根据权利要求1所述的磷脂酶在促进水体磷素去除中的应用，其特征在于，所述磷脂酶包括磷脂酶a1和/或磷脂酶b。
3.根据权利要求1或2所述的磷脂酶在促进水体磷素去除中的应用，其特征在于，所述应用包括：以纳米球为填料基质，负载磷脂酶，使用海藻酸钠包裹后作为人工湿地填料进行使用。
4.根据权利要求3所述的磷脂酶在促进水体磷素去除中的应用，其特征在于，所述人工湿地填料还包括cacl2。
5.根据权利要求4所述的磷脂酶在促进水体磷素去除中的应用，其特征在于，所述人工湿地填料还包括吲哚乙酸、维生素b1、维生素b6、钙、铁、锌、镁。
6.权利要求4中所述的人工湿地填料的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将纳米球加入磷脂酶溶...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹莹，陈则文，倪浩晨，杨浩，袁欣怡，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：
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