Ứng dụng công nghệ enzyme xử lý ô nhiễm môi trường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THÀNH TÂY
Khoa công nghệ nông thực phẩm
Lớp k2b-cnsh2
Đề tài:
Ứng dụng công nghệ enzyme xử lý ô nhiễm môi
trường

Nhóm trình bày:
NGUYỄN THANH LIÊM
NGUYỄN MINH HIẾU
NGUYÊN VĂN LUÂN
VŨ VĂN PHƯƠNG
1
MỤC LỤC
I.Đặt vấn đề
II. Tổng quan
1. Khái niệm ôi nhiễm môi trường
2. Thực trạng ô nhiễm môi trường tại việt nam
3. Cơ sở của việc ứng dụng công nghệ Enzyme
III. Ứng dụng của các Enzyme trong xử lí môi trường
1. Enzyme Oxidoreductase
2. Các enzyme Hydrolase trong xử lý môi trường
3. Các lớp enzyme khác
Một số thông tin mới
Đề xuất phương pháp xử lý
IV kết luận
2
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay, tốc độ ô nhiễm môi trường đang gia tăng do đó cần phải thực
hiện nghiêm ngặt các tiêu chuẩn đối với việc thải các chất thải vào môi
trường.Các phương pháp hóa học và sinh học thông thường ngày càng khó đạt

được mức độ cần thết để loai bỏ các chất ô nhiễm này. Do đó, cần phải triển
khai những phương pháp xử lí nhanh hơn, rẻ hơn, đáng tin cậy hơn và với
những dụng cụ đơn giản hơn so với những hệ thống xử lí hiện hành.
Nhiều nghiên cứa đã chứng minh được Enzym có nhiều khả năng và triển
vọng giải quyết vấn đề nêu trên trong giám định và xử lí ô nhiễm môi trường.
Hầu hết các quy trình xử lí rác thải đều sử dụng một trong hai phương pháp
hóa lý hoặc sinh học hoặc kết hợp.Phương pháp xử lí bằng Enzym là trung
gian giữa hai phương pháp truyền thống , nó bao gồm các phương trình hóa
học trên cơ sở hoạt động của các chất xúc tác cơ bản là chất sinh học. Enzym
có thể hoạt động trên các chất ô nhiễm đặc biệt khó xử lí để loại chúng băng
cách kết tủa hoặc chuyển chúng thành dạng khác.Ngoài ra chúng có thể làm
thay đổi các đặc tính của chất thải đưa chúng về dạng rễ xử lí hoặc chuyển
thành các sản phẩm có giá trị hơn.
Phương pháp xử lí bằng Enzym so với các phương pháp thông thường
có những ưu điểm sau :được áp dụng với những chất sinh học khó xử lí, tác
dụng cả ở vùng nồng độ chất ô nhiễm môi trường cao, một số Enzym riêng
biệt có tác dụng trên phạm vi rộng PH, nhiệt độ và độ mặn, không gây ra
những biến đổi bất thường, không gây ra các cản trở phá vỡ cân bằng sinh
thái.
Cho tới nay, người ta đã biết được khoảng 3000 Enzym , tất cả đều được
gọi tên và xếp vào hệ thống phân loại gồm 6 lớp trong đó còn các lớp phụ,
nhóm.Các chất độc hại trong môi trường thường là các chaatsb hữu cơ có
vòng thơm như các hợp chất phenol, amin vòng hoặc các hợp chất
phospho.Để đạt được mục đích xử lí môi trường cần phải phá hủy hoặc loai
bỏ các chất độc nêu trên.Các Enzyme phẩn ứng oxi hóa khử thuộc lớp
1(oxidoreductase) và các Enzyme xúc tác phản ứng thủy phân thuộc lớp
3(hidrolase) có vai trò tích cực trong việc này.
3
Với mục đích tìm hiểu rõ hơn về ứng dụng công nghệ Enzyme trong
xử lý môi trường chúng em thực hiện bài thảo luận : “Ứng dụng công nghệ

enzyme vào xử lý ô nhiễm môi trường”
II TỔNG QUAN
1. Khái niệm ô nhiễm môi trường
Ô nhiễm môi trường là tình trạng môi trường bị ô nhiễm bởi các chất hóa
học, sinh học... gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người, các cơ thể sống khác.
Ô nhiễm môi trường là vấn đề cấp thiết và thu hút sự quan tâm của rất nhiều cá
nhân, tổ chức cũng như nhiều quốc gia trên thế giới. Các công nghệ xử lý rác thải
được sử dụng hiện nay đều vấp phải các vấn đề môi trường về lâu dài. Trong khi đó
xử lý ô nhiễm môi trường bằng biện pháp sinh học, đặc biệt là việc ứng dụng công
nghệ Enzyme trong xử lý rác thải đang là một công nghệ đem lại hiệu quả cao, ít
tốn kém và bền vững.
2. Thực trạng ô nhiễm môi trường tại việt nam
+ ô nhiễm không khí: Việc xả khói chứa bụi và các chất hóa học vào bầu không
khí. Ví dụ về các khí độc là carbon monoxide, sulfur dioxide, các chất
chlorofluorocarbon (CFCs), và nitrogen oxide là chất thải của công nghiệp và xe cộ.
Ozone quang hóa và khói lẫn sương (smog) được tạo ra khi các ôxít nitơ phản ứng
với ánh sáng mặt trời.

4
+ô nhiễm đất: Xảy ra khi đất bị nhiễm các chất hóa học độc hại (hàm lượng vượt quá
giới hạn thông thường)do các hoạt động chủ động của con người như khai thác
khoáng sản, sản xuất công nghiệp, sử dụng phân bón hóa học hoặc thuốc trừ sâu quá
nhiều,.... Phổ biến nhất trong các loại chất ô nhiễm đất là hydrocarbon, kim loại nặng,
thuốc diệt cỏ, thuốc trừ sâu, và chlorinated hydrocarbon

+Ô nhiễm nước: xảy ra khi nước bề mặt chảy qua rác thải sinh hoạt, nước rác công
nghiệp, các chất ô nhiễm trên mặt đất, rồi thấm xuống nước ngầm.

5
+Ô nhiễm phóng xạ :

+Ô nhiễm tiếng ồn:


3. Cơ sở của việc ứng dụng công nghệ Enzyme
6
Công nghệ enzym protein gắn liền với việc nghiên cứu cấu trúc và chức năng của
protein, enzym. Hiểu biết về cấu trúc tính chất và chức năng của enzym protein sẽ là
cơ sở cho việc ứng dụng của chúng trong nghiên cứu và ứng dụng .
Phát triển các phương pháp phân tích định tính, định lượng protein, enzym cũng
như các sản phẩm của quá trình chuyển hóa enzym sẽ làm cơ sở cho việc sản xuất
các chế phẩm.
III. Ứng dụng của các Enzyme trong xử lí môi trường
1. Enzyme Oxidoreductase
1.1. Các enzyme peroxidase phân lớp EC 1.11
a. Enzyme Catalase (ký hiệu EC 1.11.1.6):
Xúc tác phản ứng đặc hiệu phân huỷ H2O2.
Có thể phân huỷ formaldehyde, formic acid và alcohol - là những chất độc hại
với môi trường, được thải ra trong nước thải của các nhà máy chế biến sữa, pho mát
hoặc các nhà máy dệt, sợi.

b. Peroxidase củ cải ngựa (Horseradish peroxidase -HRP) có ký hiệu EC 1.11.1.7
Tác động như catalase, xúc tác phản ứng đặc hiệu.
HRP có thể xúc tác phản ứng oxy hoá các hợp chất thơm độc bao gồm phenol,
biphenol, aniline, benzidine, các hợp chất thơm dị vòng như hydroxyquinoline và
arylamine carcinogen như benzidine và naphthylamine => Sản phẩm phản ứng
được polyme hoá hình thành các chất kết tủa có thể dễ dàng loại bỏ khỏi nước thải
nhờ quá trình lắng đọng hoặc lọc
7

HRP đặc biệt phù hợp với xử lý nước thải bởi nó giữ nguyên hoạt tính ở phạm
vi pH và nhiệt độ rộng.

c. Chloride peroxidase (ký hiệu EC 1.11.1.10)
* Xúc tác phản ứng đặc hiệu.
* Chloroperoxidase từ nấm Caldariomyces fumago có khả năng oxy hoá một vài
hợp chất của phenol, xúc tác các phản ứng vận chuyển oxy như phản ứng oxy hoá
ethanol thành acetaldehyde hoặc oxy hoá khử các ion clorua.

d. Các enzyme phân giải lignin (phân lớp EC.1.11)
Gồm các enzyme có hoạt tính rất mạnh là Manganese peroxidase EC 1.11.1.13
(MnP) và Lignin peroxidase EC 1.11.1.14 (LiP). Enzyme MnP:
- Sản xuất từ Phanerochaete chrysosporium
8