Baie chemies gesintetiseerde oppervlakaktiewe stowwe beskadig die ekologiese omgewing as gevolg van hul swak bioafbreekbaarheid, toksisiteit en neiging om in ekosisteme op te hoop. In teenstelling hiermee is biologiese oppervlakaktiewe stowwe – wat gekenmerk word deur maklike bioafbreekbaarheid en nie-toksisiteit vir ekologiese stelsels – beter geskik vir besoedelingsbeheer in omgewingsingenieurswese. Hulle kan byvoorbeeld dien as flotasieversamelaars in afvalwaterbehandelingsprosesse, adsorbeer op gelaaide kolloïdale deeltjies om giftige metaalione te verwyder, of toegepas word om terreine wat deur organiese verbindings en swaar metale besoedel is, te remedieer.
1. Toepassings in afvalwaterbehandelingsprosesse
Wanneer afvalwater biologies behandel word, inhibeer of vergiftig swaarmetaalione dikwels mikrobiese gemeenskappe in geaktiveerde slyk. Daarom is voorbehandeling noodsaaklik wanneer biologiese metodes gebruik word om afvalwater wat swaarmetaalione bevat, te behandel. Tans word die hidroksiedpresipitasiemetode algemeen gebruik om swaarmetaalione uit afvalwater te verwyder, maar die presipitasiedoeltreffendheid daarvan word beperk deur die oplosbaarheid van hidroksiede, wat lei tot suboptimale praktiese effekte. Flotasiemetodes, aan die ander kant, word dikwels beperk as gevolg van die gebruik van flotasiekollektors (bv. die chemies gesintetiseerde oppervlakaktiewe middel natriumdodeksielsulfaat) wat moeilik is om in daaropvolgende behandelingsfases af te breek, wat lei tot sekondêre besoedeling. Gevolglik is daar 'n behoefte om alternatiewe te ontwikkel wat beide maklik bioafbreekbaar en omgewingsvriendelik is - en biologiese oppervlakaktiewe stowwe besit juis hierdie voordele.
2. Toepassings in Bioremediëring
In die proses om mikroörganismes te gebruik om die afbraak van organiese besoedelingstowwe te kataliseer en sodoende besoedelde omgewings te remedieer, bied biologiese oppervlakaktiewe stowwe beduidende potensiaal vir bioremediëring van organies besoedelde terreine op die perseel. Dit is omdat hulle direk vanaf fermentasiebouillon gebruik kan word, wat die koste verbonde aan oppervlakaktiewe skeiding, ekstraksie en produksuiwering uitskakel.
2.1 Verbetering van die afbraak van alkane
Alkane is die primêre komponente van petroleum. Tydens petroleumeksplorasie, -onttrekking, -vervoer, -verwerking en -berging, besoedel onvermydelike petroleumstortings grond en grondwater. Om alkaanafbraak te versnel, kan die byvoeging van biologiese oppervlakaktiewe stowwe die hidrofilisiteit en bioafbreekbaarheid van hidrofobiese verbindings verbeter, mikrobiese populasies verhoog en sodoende die afbraaktempo van alkane verbeter.
2.2 Verbetering van die afbraak van polisikliese aromatiese koolwaterstowwe (PAK's).
PAK's het toenemende aandag gekry as gevolg van hul "drie karsinogeniese effekte" (karsinogeen, teratogeen en mutageen). Baie lande het hulle as prioriteitsbesoedelingstowwe geklassifiseer. Studies het getoon dat mikrobiese afbraak die primêre pad is vir die verwydering van PAK's uit die omgewing, en hul afbreekbaarheid neem af namate die aantal benseenringe toeneem: PAK's met drie of minder ringe word maklik afgebreek, terwyl dié met vier of meer ringe moeiliker is om af te breek.
2.3 Verwydering van giftige swaar metale
Die kontaminasieproses van giftige swaar metale in grond word gekenmerk deur verberging, stabiliteit en onomkeerbaarheid, wat die sanering van swaarmetaalbesoedelde grond 'n langdurige navorsingsfokus in die akademie maak. Huidige metodes vir die verwydering van swaar metale uit grond sluit in vitrifikasie, immobilisasie/stabilisasie en termiese behandeling. Terwyl vitrifikasie tegnies haalbaar is, behels dit aansienlike ingenieurswerk en hoë koste. Immobilisasieprosesse is omkeerbaar, wat deurlopende monitering van behandelingsdoeltreffendheid na toediening noodsaak. Termiese behandeling is slegs geskik vir vlugtige swaar metale (bv. kwik). Gevolglik het laekoste biologiese behandelingsmetodes vinnig ontwikkel. In onlangse jare het navorsers begin om ekologies nie-giftige biologiese oppervlakaktiewe stowwe te gebruik om swaarmetaalbesoedelde grond te saneer.
Plasingstyd: 8 September 2025