Много химически синтезирани повърхностноактивни вещества увреждат екологичната среда поради лошата си биоразградимост, токсичност и склонност към натрупване в екосистемите. За разлика от тях, биологичните повърхностноактивни вещества – характеризиращи се с лесна биоразградимост и нетоксичност за екологичните системи – са по-подходящи за контрол на замърсяването в екологичното инженерство. Например, те могат да служат като флотационни колектори в процесите на пречистване на отпадъчни води, адсорбирайки се върху заредени колоидни частици за отстраняване на токсични метални йони, или да се прилагат за рекултивация на места, замърсени с органични съединения и тежки метали.
1. Приложения в процесите на пречистване на отпадъчни води
При биологично третиране на отпадъчни води, йоните на тежки метали често инхибират или отравят микробните съобщества в активната утайка. Следователно, предварителното третиране е от съществено значение, когато се използват биологични методи за третиране на отпадъчни води, съдържащи йони на тежки метали. Понастоящем методът на утаяване с хидроксиди се използва често за отстраняване на йони на тежки метали от отпадъчните води, но ефективността му на утаяване е ограничена от разтворимостта на хидроксидите, което води до неоптимални практически ефекти. Флотационните методи, от друга страна, често са ограничени поради използването на флотационни колектори (напр. химически синтезираното повърхностно активно вещество натриев додецилсулфат), които трудно се разграждат в следващите етапи на третиране, което води до вторично замърсяване. Следователно, е необходимо да се разработят алтернативи, които са едновременно лесно биоразградими и нетоксични за околната среда – и биологичните повърхностноактивни вещества притежават именно тези предимства.
2. Приложения в биоремедиацията
В процеса на използване на микроорганизми за катализиране на разграждането на органични замърсители и по този начин за рекултивация на замърсени среди, биологичните повърхностноактивни вещества предлагат значителен потенциал за биоремедиация на място на органично замърсени обекти. Това е така, защото те могат да бъдат директно използвани от ферментационни бульони, елиминирайки разходите, свързани с отделянето, екстракцията и пречистването на повърхностноактивните вещества.
2.1 Ускоряване на разграждането на алкани
Алканите са основните компоненти на петрола. По време на проучването, добива, транспортирането, преработката и съхранението на петрол, неизбежните изхвърляния на петрол замърсяват почвата и подземните води. За да се ускори разграждането на алканите, добавянето на биологични повърхностноактивни вещества може да подобри хидрофилността и биоразградимостта на хидрофобните съединения, да увеличи микробните популации и по този начин да подобри скоростта на разграждане на алканите.
2.2 Подобряване на разграждането на полициклични ароматни въглеводороди (ПАВ)
ПАВ (полицикличните ароматни въглеводороди) привличат все по-голямо внимание поради своите „три канцерогенни ефекта“ (канцерогенен, тератогенен и мутагенен). Много страни са ги класифицирали като приоритетни замърсители. Проучванията показват, че микробното разграждане е основният път за отстраняване на ПАВ от околната среда и тяхната разградимост намалява с увеличаване на броя на бензеновите пръстени: ПАВ с три или по-малко пръстена се разграждат лесно, докато тези с четири или повече пръстена са по-трудни за разграждане.
2.3 Премахване на токсични тежки метали
Процесът на замърсяване на почвата с токсични тежки метали се характеризира със скритост, стабилност и необратимост, което прави рекултивацията на замърсена с тежки метали почва дългогодишен фокус на изследвания в академичните среди. Съвременните методи за отстраняване на тежки метали от почвата включват витрификация, имобилизация/стабилизация и термична обработка. Въпреки че витрификацията е технически осъществима, тя изисква значителна инженерна работа и високи разходи. Процесите на имобилизация са обратими, което налага непрекъснато наблюдение на ефикасността на третирането след прилагане. Термичната обработка е подходяща само за летливи тежки метали (напр. живак). В резултат на това нискобюджетните методи за биологично третиране претърпяват бързо развитие. През последните години изследователите започнаха да използват екологично нетоксични биологични повърхностноактивни вещества за рекултивация на замърсена с тежки метали почва.
Време на публикуване: 08 септември 2025 г.