关键词:磁性固定化技术;环境工程;研究和应用
引言
磁性固定化技术因为其特别的磁学特性.将高分子材料与其组合在一起。对其表面通过改性和修饰增大它的生物兼容性.能够作为固定微生物的载体。因为它的这个特性.在我国的环境工程上拥有巨大的发展空间,在废水、废气处理以及环.境监测领域广泛应用。
1磁性载体的固化分类
(1)共价法。通过形成共价键在基团以及分子的功能之间使两者粘合更为紧密且牢靠，进而获得极高的稳定性。井且在应用过程中使酶脱落的情况得到一- 定程度的减少。但就该方法而言，其亦存在较为明显的缺点。例如复杂的固化以及载体活化的过程等。需要激烈的反应环境，由此可见要获取有较好活力的固定化酶需要严格地控制其反应的条件。(2)吸附法。利用物理吸附方法。将酶固定在多孔玻璃或者琼脂糖等载体上。此种方法既可以选择人工合成的高分子材料，也可以采用天然的高分子材料,且具有工艺简单、固定条件温和等优点。在吸附过程中可以实现纯化和固定化，酶也可以多次使用，失效的酶经过处理可以再次活化。载体也可以再生，可以有效节约酶和相关载体材料。(3)包埋法。在聚合物材料的微囊或格子结构中固定酶，通过这种方式有效地避免了酶蛋白释放，而在实际操作中，在微囊或格子中仍然可以有底物落入与酶发生接触。该方法的最大优点是操作起来相对比较容易，只是将酶分子包埋起来，不会对生物活性造成较为严重地破坏，但是该方法并不是适用于分子较大的底物。(4)交联法。对试剂进行应用，完成蛋白酶之间交联，从而使多功能试剂与酶分子之间形成共价键，最终形成三向交联网结构，酶分子不仅存在外交联，而且也存在内交联。在实际操作过程中添加材料上的差异会使产生的固化酶具有不同的物理性质。
2磁性固化技术应用优势
在处理污水的过程中进行磁处理可以有效发挥其自身的优势，在外磁场存在的情况下能够发生较强的磁响应，进而使载体分离使反应体系的操作更为简单，实现良好的处理效果。将辣根过氧化物酶固定于磁性微球。在对酶进行固定时可以实现3.35mg / g的酶最大固载量，在实验过程中可以用其处理废水的成分，根据实验测量显示，游离酶的动力学参数Km达到224 mol / L.而固定化酶的动力学参数Vnax则达到了371 μmol /L。与此同时需将其他载体固菌的效果与自身的结果进行对比。在处于30C的环境中，保持摇床.200r / min的振动速度，24h培养固菌可以得到最佳的效果，在当前阶段的城市污水处理过程中，应用固菌后的载体，对废水进行24h的处理，pH值为7以及0.5g的投入量是该方法进行的最佳环境，当符合当前条件时，可以去除废水中83%以上的C0D含量，如若将再生载体用pH值为2的HCL溶液进行酸洗，而后运用于城市的污水处理过程中，仍然可以达.到76%以上的处理效果。在磁场稳定流动床反应器中放入磁性载体固化醇，能够使反应过程中的操作环节得到进- - 步的简化，对当前规模化生产的要求进行满足。还可以对外部磁场进行应用，进而有效控制磁性材料固定酶的运动方式与方向，进而实现对传统机械搅拌方式的替代，间接地提高了固.定化酶的催化效率。
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3环境工程领域磁性固定化技术的应用
3.1对环境进行检测
免疫磁分高技术可以实现目标微生物从样品中的有效分离，倘若在检验过程中结合多聚酶链式反应等方法以及荧光免疫分析。则可以使极限检测以及分离效率得到有效的提升。对废水中大肠杆菌含量进行检测的过程中，在运用免疫磁性分离技术的基础上融入三磷酸腺苷，则可以使检测精度得到有效地提高，根据实验的结果显示，整个检测环节时间.甚至不用1h的时间，由此可见该方法的应用使过程更为快速并且效果更为明显。部分学者在对金属离子分离的过程进行研究时，通过对一种磁性纳米微生物球进行利用，该微生物球的表面被进行了改性操作。根据实验的结果显示。在pH值为4且浓度为10ng/ mL的溶液中，能够实现Cu. Co、Pb等离子的提出，且依据于一定的顺序，与此同时，该方法甚至可以达到90%以上的提取效率，进而为实际操作带来了极大的便利。
3.2废气处理
磁性固定化技术因为具有反应速度块、密度高、产物易分离、抗毒性较强等等优点。研究人员利用海藻酸钠进行固化实验，在对氧化亚硫酸铁的降解率超过了97%，得到不错的应用效果。利用海藻酸钙制定固定微生物颗粒实现对硫化氢等废气的净化，通过实验发现，硫化氢的排除率超过了90%,排除效果良好。此外，通过对活性炭的应用，对假单胞菌进行吸附降解油烟废气，通过实验结果发现，当气流速低于8L/h，油烟浓度未超过100mg/L， 容积负荷处于2. 5~ .19. 0g/m3●h,油烟的滞留时间超过30s时，生活反应器对讲解油烟的效率超过了95%， 降解效果十分明显，对油烟的处理效果明显，并且以活性炭为填充料的反应器具有较强的抗冲击能力，这也确保了其应用的合理性。
3.3废水处理
在污水处理过程中将磁性技术与固化技术结合，将磁性物质作为酶或微生物在固化过程中的载体。通过其具有的磁场和高效分离等特点对微生物和污水进行处理，这弥补了传统废水处理中难以对微生物进行处理，难以将水与微生物进行分离的弊端，探索出一条处理废水的新途径。在对磁性纳米球进行一系列地处理后，可以使其携带功能基团，这在一定程度上提高了载体对微生物的固载量。固定微生物附着在磁性载体上可以使其在废水处理上的效率、速度得到提高，同时在污水处理过程中还具备磁处理所具有的优势。也就是在存在外磁场的情况下。具有较强的磁响应，因此很容易从反应体系中将载体分离出来，具有良好的处理效果。
4结语
磁性固化技术因为其自身具有的特点和优势,被广泛地应用到生物学、医学等多个领域中，并且对其的应用也已经逐渐趋于成熟，但是对其环境工程领域中的应用还处于发展阶段。因此，加强对磁性固化技术在环境工程领域中的应用的研究，扩大其应用范围，并且要将研究结果由实验阶段逐渐向应用阶段发展，进一步改善我国的环境。
参考文献
[1]何莉,孙林溪,廖志强,黄永辉,谈涛.试论磁性固定化技术在环境工程领域的研究和应用进展[J].科技风,2018(09):57-58.
[2]李美汐.磁性固定化技术在环境工程领域的研究和应用进展[J].化工管理,2016(23):293.
[3]方明,汪泠,徐伟.磁性固定化技术在环境工程领域的研究和应用进展[J].科技创新导报,2015,12(32):70+72.
论文作者:高亚楠
论文发表刊物:《城镇建设》2020年2月第4期
论文发表时间:2020/4/23
标签：磁性论文; 载体论文; 微生物论文; 过程中论文; 技术论文; 环境工程论文; 效果论文; 《城镇建设》2020年2月第4期论文;