Date of Award

11-2019

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science (MS)

Department

Chemistry

First Advisor

Dr.Iltaf Shah

Second Advisor

Abbas Khaleel

Abstract

Water pollution by different organic compounds is one of the most important environmental issues that is attracting the attention of many scientists due to its direct potential bad effect on human health. These organic pollutants include pesticides, pharmaceuticals, industrial wastes, and personal care products that are released in water bodies from domestic and industrial discharge. Various chemical, physical and biological approaches have been proposed to degrade these contaminants from the polluted water. In the present study, we immobilized versatile thermostable enzymes, Soybean peroxidase (SBP) and Horseradish peroxidase on functionalized photocatalysts - TiO2 and ZnO to create novel bio-composite catalysts (SBP-TiO2, SBP-ZnO, HRP-TiO2 and HRP-ZnO). These hybrid bio-catalysts appeared to have similar pH optima as ‘free/un-immobilized” peroxidases, as well as similar thermal stabilities. Furthermore, we used the “combined enzyme-chemical oxidation” remediation strategy which combined a photocatalytic oxidation step with peroxidase activity to study the degradation of 21 different emerging organic pollutants, using LC-MSMS. Our results showed that immobilization of the enzymes onto solid photocatalytic supports not only allowed for the recycling of enzymes but also created a potentially more potent hybrid catalyst as compared to free enzyme. Many emerging pollutants were degraded more efficiently using the hybrid biocatalysts rather than using the enzyme alone or the photocatalyst alone.

Comments

يعد تلوث المياه بواسطة المركبات العضوية المختلفة أحد أهم القضايا البيئية التي تجذب انتباه العديد من العلماء بسبب تأثيرها الضار المحتمل على صحة الإنسان. تشمل هذه الملوثات العضوية المبيدات الحشرية والأدوية والنفايات الصناعية ومنتجات العناية الشخصية التي يتم إطلاقها في المسطحات المائية من التصريف المنزلي والصناعي. وقد تم اقتراح العديد من الطرق الكيميائية والفيزيائية والبيولوجية المختلفة لتحلل هذه الملوثات من المياه الملوثة. في هذه الدراسة، قمنا بتثبيط انزيمان من انزيمات البيروكسيداز على ثاني أكسيد التيتانيوم وأكسيد الزنك لإنشاء محفزات كيميائية حيوية جديده مهجنة. تبين بأن الظروف الأمثل من الرقم هيدروجيني ودرجات الحرارة اللازمة لكفاءة هذه المحفزات الحيوية الهجينة مماثله للظروف الأمثل لكفاءة انزيمات البيروكسيداز. علاوة على ذلك، استخدمنا استراتيجية معالجة "الأكسدة الانزيميه-الكيميائية المشتركة" التي جمعت بين خطوة الأكسدة عن طريق التحفيز الضوئي مع نشاط انزيما البيروكسيداز لدراسة تحلل واحد وعشرون ملوثًا عضويًا مختلفًا باستخدام تقنيه الـ .LC-MSMS أظهرت نتائجنا أن تثبيط الأنزيمات على الحافز الضوئي يسمح بإعادة تدوير واستخدام الأنزيمات، وأيضًا قد خلق محفزًا هجينًا أكثر فاعلية مقارنةً بالإنزيم الحر. تم تحلل العديد من الملوثات العضوية بكفاءة أكثر باستخدام المحفزات الحيوية الهجينة بدلا من استخدام الإنزيم وحده أو المحفز الضوئي وحده.

Download

Included in

Chemistry Commons

COinS