Mnogi hemijski sintetizirani surfaktanti oštećuju ekološku sredinu zbog svoje slabe biorazgradivosti, toksičnosti i sklonosti akumulaciji u ekosistemima. Nasuprot tome, biološki surfaktanti - koje karakterizira laka biorazgradivost i netoksičnost za ekološke sisteme - pogodniji su za kontrolu zagađenja u inženjerstvu zaštite okoliša. Na primjer, mogu poslužiti kao flotacijski kolektori u procesima prečišćavanja otpadnih voda, adsorbirajući se na nabijene koloidne čestice kako bi uklonili toksične metalne ione ili se mogu primijeniti za sanaciju mjesta kontaminiranih organskim spojevima i teškim metalima.
1. Primjena u procesima prečišćavanja otpadnih voda
Prilikom biološkog tretmana otpadnih voda, ioni teških metala često inhibiraju ili truju mikrobne zajednice u aktivnom mulju. Stoga je predtretman neophodan kada se koriste biološke metode za tretman otpadnih voda koje sadrže ione teških metala. Trenutno se metoda taloženja hidroksida obično koristi za uklanjanje iona teških metala iz otpadnih voda, ali njena efikasnost taloženja je ograničena rastvorljivošću hidroksida, što rezultira neoptimalnim praktičnim efektima. S druge strane, metode flotacije su često ograničene zbog upotrebe flotacijskih kolektora (npr. hemijski sintetizovani surfaktant natrijum dodecil sulfat) koji se teško razgrađuju u narednim fazama tretmana, što dovodi do sekundarnog zagađenja. Posljedično, postoji potreba za razvojem alternativa koje su i lako biorazgradive i ekološki netoksične - a biološki surfaktanti upravo posjeduju te prednosti.
2. Primjena u bioremedijaciji
U procesu korištenja mikroorganizama za kataliziranje razgradnje organskih zagađivača i time sanaciju kontaminiranih okruženja, biološki surfaktanti nude značajan potencijal za bioremedijaciju organski zagađenih mjesta na licu mjesta. To je zato što se mogu direktno koristiti iz fermentacijskih juha, eliminirajući troškove povezane s odvajanjem surfaktanata, ekstrakcijom i prečišćavanjem proizvoda.
2.1 Poboljšanje degradacije alkana
Alkani su primarne komponente nafte. Tokom istraživanja, ekstrakcije, transporta, prerade i skladištenja nafte, neizbježna ispuštanja nafte kontaminiraju tlo i podzemne vode. Da bi se ubrzala razgradnja alkana, dodavanje bioloških surfaktanata može poboljšati hidrofilnost i biorazgradivost hidrofobnih spojeva, povećati mikrobne populacije i time poboljšati brzinu razgradnje alkana.
2.2 Poboljšanje razgradnje policikličkih aromatičnih ugljikovodika (PAH),
PAH-ovi su privukli sve veću pažnju zbog svoja „tri kancerogena efekta“ (kancerogeni, teratogeni i mutageni). Mnoge zemlje su ih klasifikovale kao prioritetne zagađivače. Studije su pokazale da je mikrobna razgradnja primarni put za uklanjanje PAH-ova iz okoline, a njihova razgradivost se smanjuje sa povećanjem broja benzenskih prstenova: PAH-ovi sa tri ili manje prstenova se lako razgrađuju, dok se oni sa četiri ili više prstenova teže razgrađuju.
2.3 Uklanjanje toksičnih teških metala
Proces kontaminacije toksičnim teškim metalima u tlu karakteriziraju prikrivanje, stabilnost i nepovratnost, što čini remedijaciju tla zagađenog teškim metalima dugogodišnjim fokusom istraživanja u akademskim krugovima. Trenutne metode za uklanjanje teških metala iz tla uključuju vitrifikaciju, imobilizaciju/stabilizaciju i termičku obradu. Iako je vitrifikacija tehnički izvodljiva, ona uključuje značajan inženjerski rad i visoke troškove. Procesi imobilizacije su reverzibilni, što zahtijeva kontinuirano praćenje efikasnosti tretmana nakon primjene. Termički tretman je pogodan samo za isparljive teške metale (npr. živu). Kao rezultat toga, jeftine metode biološkog tretmana su doživjele brz razvoj. Posljednjih godina, istraživači su počeli koristiti ekološki netoksične biološke surfaktante za remedijaciju tla kontaminiranog teškim metalima.
Vrijeme objave: 08.09.2025.