بررسي كارايي فرايند آنزيمي هورس راديش پراكسيداز (HRP) و آب اكسيژنه در حذف آلكيل بنزيل سولفونات خطي (LAS) از محيط هاي آبي

Efficacy of Horseradish Peroxidase (HRP) Enzyme Process and H2O2 in Removal of Linear Alkyl Benzene Sulfonate (LAS) from Aqueous Solution

سابقه و هدف: تصفيه آنزيمي از دير باز به دليل مزاياي زياد مورد توجه بسياري از محققين قرار گرفته است. دترجنت‌هاي آنيوني يكي از بزرگ‌ترين خانواده شوينده‌ها مي‌باشند كه در دهه‌هاي اخير وارد محيط زيست شده است. در اين پژوهش به بررسي كارايي فرايند آنزيمي هورس راديش پراكسيداز (HRP) در حذف آلكيل بنزيل سولفونات خطي (LAS) از محيط‌هاي آبي پرداخته شده است. مواد و روش‌ها: در يك مطالعه تجربي در مقياس آزمايشگاهي و در يك راكتور ناپيوسته، آنزيم استخراج شده از ريشه هورس راديش در فرايند حذف آنزيمي دترجنت آنيوني مورد بررسي قرار گرفت. جهت مطالعه كارايي فرايند متغيرهاي غلظت آنزيمي (U/mL 2-5/0)، آب اكسيژنه (mg/L 4-5/0)، غلظت دترجنت (mg/L 500-100) و زمان 60-0 دقيقه بوده است و غلظت دترجنت خروجي فرايند با روش متيلن بلو و اسپكتروفتومتر در طول موج 652 نانومتر اندازه‌گيري شد و در نهايت سينتيك واكنش مورد بررسي قرار گرفت. يافته‌ها: فعاليت آنزيمي عصاره استخراج شده از ريشه هورس راديشU/mL 3/15بوده است و در pH خنثي بالاترين فعاليت را از خود نشان داد. در شرايط بهينه به دست آمده (غلظت آنزيم U/mL5/1، آب اكسيژنهmg/L 2، 5/7=pH و غلظت 250 ميلي‌گرم بر ليتر دترجنت آنيوني) راندمان حذف دترجنت آنيوني 98 درصد بوده است. اضافه نمودن تدريجي واكنشگرها (آنزيم و آب اكسيژنه) منجر به افزايش راندمان (5/99 درصد) شده است. مرتبه واكنش آنزيمي از واكنش درجه يك تبعيت بيش‌تري داشت. ضريب همبستگي (R2) بالاي 99/0 و ميانگين ثابت سرعت واكنش برابر721/0 بر ليتر در دقيقه بوده است (p-value≥0.05). استنتاج: فرايند تصفيه آنزيمي با استفاده از هورس راديش پراكسيداز مي‌تواند به عنوان يك روش دوستدار محيط زيست در حذف آلاينده‌هايي مانند دترجنت‌ها از محيط‌هاي آبي مورد استفاده قرار گيرد.

Background and purpose: Enzymatic treatment, due to various benefits, has attracted many researchers since long time ago. Anionic detergents are one of the largest families of detergents that entered into the environment in recent decades. This study investigated the effect of horseradish peroxidase enzyme process on the removal of linear alkaline benzyl sulfonate (LAS) from aqueous solutions. Materials and methods: In an experimental study on a laboratory scale and in a batch reactor, the enzyme extracted from horseradish root was applied for removal of anionic detergent. Variables such as enzyme concentrations (0.5-2 U/mL), H2O2 (0.5-4 mg/l), detergent concentration (100-500 mg/L), and 0-60 min contact time were examined. Effluent concentration of detergent was measured according to the methylene blue method and spectrophotometric in 652 nm wavelength. At the end, kinetics of reactions were also studied. Results: The enzymatic activity of the extract from horseradish root was 3.15 U/mL, and had the highest activity at neutral pH. Removal efficiency was 98% in optimum condition (enzyme concentration 1.5 U/mL, H2O2 2 mg/L, pH 7.5, and 250 mg/l detergent). Gradual addition of reactants (enzyme and H2O2) increased the removal efficiency to 99.5%. The order of reaction of the enzymatic reaction followed the first-order reaction. The correlation coefficient (R2) was higher than 0.99 and mean constant reaction speed was 0.721 mol L-1min-1 (P≥0.05). Conclusion: Enzymatic treatment by horseradish peroxidase can be used as an environmental friendly method in removal of pollutants such as surfactants.