CN103645152A - 一种活性污泥过氧化氢酶活性的测定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及涉及一种活性污泥过氧化氢酶活性的测定方法，属于环境工程学科中的污水生物处理技术领域。活性污泥中过氧化氢酶活性与污泥呼吸强度和污泥中细菌活动状况相关，在一定程度上可反映活性污泥处理污水的效能，直接影响出水水质。为了通过测定活性污泥过氧化氢酶活性，揭示过氧化氢酶与活性污泥之间的内在关系，定量分析和评价活性污泥微生物的氧化还原酶状况，从分子水平表征活性污泥的内在运行特征，采用紫外分光光度法，利用过氧化氢在245nm处有强烈吸收的特性，建立了活性污泥过氧化氢酶活性测定方法。本发明的积极效果是简单易行，安全可靠，成本较低，测定精度高，重现性好，可实现活性污泥中过氧化氢酶活性的快速测定。
Description
技术领域
本发明属于环境工程学科中的污水生物处理技术领域，具体涉及一种活性污泥过氧化氢酶活性的测定方法。
背景技术
过氧化氢酶(Hydrogen Peroxidase)又称触酶(Catalase,CAT),是一类广泛存在于动物、植物和微生物体内的末端氧化酶，其酶分子结构中含有铁卟啉环，1个分子酶蛋白中含有4个铁原子，是一种能够催化氧化还原反应的酶。过氧化氢酶是在生物演化过程中建立起来的生物防御系统的关键酶之一，其生物学功能主要体现在能够催化微生物细胞内的过氧化氢分解为水和氧分子，防止产生过氧化现象。
过氧化氢是生物呼吸过程中或由于有机物质的各种生物化学氧化反应而形成的产物，如体系内的过氧化氢含量过高，将会严重影响和抑制微生物的生长繁殖，过氧化氢酶的作用就是在生物体中，通过破坏和分解对生物和细菌有毒性的过氧化氢来保护微生物的正常生长和繁殖。
污水生化处理的实质是微生物所产生的多种酶催化的一系列的氧化还原反应，污水中有机污染物的去除主要也是通过微生物的氧化分解作用完成的，特别是对于污水生物处理而言，活性污泥氧化还原酶在微生物能量和物质的转化过程中扮演着重要的角色，其中过氧化氢酶具有保护厌氧细菌免受过氧化氢毒害的功能，而且活性污泥中过氧化氢酶活性与污泥呼吸强度和污泥中细菌活动状况相关，在一定程度上可反映活性污泥处理污水的效能，直接影响出水水质。因此，通过测定活性污泥体系内的过氧化氢酶活性，可以定量分析和评价活性污泥微生物的氧化还原酶状况，从分子水平表征活性污泥的内在运行特征，把握微生物及细菌的物质和能力的转化过程，对于优化和控制污水处理厂的正常运行具有重要的理论指导意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，由于目前在污水生物处理领域尚未形成较为完善和简单易行的测定活性污泥过氧化氢酶活性的技术方法，难以深入研究和分析过氧化氢酶与活性污泥之间的内在关系，因此本发明设计了活性污泥中过氧化氢酶的测定方法，以实现该测定方法在污水生物处理领域内的应用。
该方法的原理是，采用紫外分光光度法，利用过氧化氢在245nm处有强烈吸收的特性，通过加入定量过量的过氧化氢，使之与拟测定的活性污泥作用一段时间，然后测定溶液在此波长下的吸光度，以确定剩余的过氧化氢量，其加入量与剩余量之差为反应消耗的过氧化氢，以此表示所测定的活性污泥过氧化氢酶活性。
为了实现上述目的，本发明采取以下技术步骤进行：取25ml拟测定的活性污泥，置于试管中，在4500r/min下离心6min；去除上清液，加入蒸馏水搅拌离心所得活性污泥，再在4500r/min下离心6min；去掉离心上清液，向所获得的活性污泥加入30ml蒸馏水，并置于三角瓶中，同时向瓶中加入4ml浓度为0.3%的过氧化氢溶液，在震荡机上震荡30分钟；迅速加入0.5ml饱和铝钾矾溶液，立即过滤到盛有2.5ml 浓度为1.5mol L-1硫酸溶液的三角瓶中；滤干后将滤液直接在245nm处用1cm石英比色皿测定其吸光度As；过滤的污泥在105℃的条件下烘干2h，而后称量污泥的干重W；同时按同样方法做无污泥的空白对照吸光度Ao和无基质的对照吸光度Ak的检测。
根据上述检测结果，按式（1）~式（3）计算活性污泥的过氧化氢酶活性：
[0009] 
（1）
E—过氧化氢酶活性，H2O2mg/g；
T—单位吸光度，相当于过氧化氢的毫克数；
W—污泥的干重，g。
A0—无污泥的空白溶液对照吸光度；
As—样品溶液的吸光度；
Ak—无基质对照溶液的吸光度。
T—单位吸光度，相当于过氧化氢的毫克数；
C—高锰酸钾溶液的浓度，mg/L；
V—高锰酸钾溶液的体积，mL；
A0—无污泥的空白溶液的吸光度；
V0—无污泥空白溶液的体积，mL。
本发明具有以下积极效果：
1、该方法安全可靠、简单易行，可实现活性污泥中过氧化氢酶活性快速测定；
2、该方法所用仪器设备均为实验室常规仪器，无需大型检测设备，具有价廉易实现的特点，分析成本较低；
3、该方法大幅度地降低了因污泥含量变化所导致的误差，提高了测定计算精度，重现性好。
具体实施方式如下。
1、配制标准溶液
（1）、配制0.3%的过氧化氢溶液：取1ml浓度为30% 过氧化氢溶液，定容到100ml容量瓶中，溶液准确浓度用高锰酸钾溶液标定；
（2）、配制1.5mol L-1硫酸溶液：取42ml浓硫酸，稀释后定容到500ml；
（3）、配制饱和铝钾矾溶液：取12g铝钾矾即明矾充分溶解于100ml容量瓶中；
（4）、配制0.02mol L-1高锰酸钾溶液：称取3.16g高锰酸钾溶解后定容至1L，其准确浓度可用标准草酸钠溶液标定。
2、活性污泥样品的预处理
取25ml拟测定的活性污泥，置于试管中，放在离心机中在4500r/min下离心6min；去除上清液，加入蒸馏水搅拌, 在4500r/min下离心6min；去掉离心上清液后，得到活性污泥样品。
3、活性污泥过氧化氢酶活性的测定
向所获得的活性污泥样品中加入30ml蒸馏水并置于三角瓶中，同时向瓶中加入4ml浓度为0.3%的过氧化氢溶液，在震荡机上震荡30分钟；取下后迅速加入0.5ml饱和铝钾矾溶液，立即过滤到盛有2.5ml 浓度为1.5mol L-1硫酸溶液的三角瓶中；滤干后将滤液直接在245nm处用1cm石英比色皿测定其吸光度As；过滤的污泥在105℃的条件下烘干2h，而后称量污泥的干重W；同时按同样方法做无污泥的空白对照吸光度Ao和无基质的对照吸光度Ak的检测。
4、活性污泥过氧化氢酶活性计算
根据所测得的各试样的吸光度和污泥称重结果，按式（1）~式（3）计算活性污泥的过氧化氢酶活性。
Claims (1)
1.一种活性污泥过氧化氢酶活性的测定方法的特征是:取25ml拟测定的活性污泥，在4500r/min下离心6min，去除上清液，加入蒸馏水搅拌，在4500r/min下再离心6min；去掉离心上清液，向所获得的活性污泥样品中加入30ml蒸馏水和4ml浓度为0.3%的过氧化氢溶液，震荡30分钟；再迅速加入0.5ml饱和铝钾矾溶液，过滤到盛有2.5ml 浓度为1.5mol L-1硫酸溶液的三角瓶中；在245nm处测定滤液吸光度，并测定污泥干重；按同样方法做无污泥的空白对照吸光度和无基质的对照吸光度的检测，最后计算活性污泥的过氧化氢酶活性。
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