Molts tensioactius sintetitzats químicament perjudiquen el medi ambient a causa de la seva baixa biodegradabilitat, toxicitat i tendència a acumular-se en els ecosistemes. En canvi, els tensioactius biològics, caracteritzats per una fàcil biodegradabilitat i no toxicitat per als sistemes ecològics, són més adequats per al control de la contaminació en l'enginyeria ambiental. Per exemple, poden servir com a col·lectors de flotació en processos de tractament d'aigües residuals, adsorbint-se sobre partícules col·loïdals carregades per eliminar ions metàl·lics tòxics o aplicant-se per sanejar llocs contaminats per compostos orgànics i metalls pesants.
1. Aplicacions en processos de tractament d'aigües residuals
Quan es tracten les aigües residuals biològicament, els ions de metalls pesants sovint inhibeixen o enverinen les comunitats microbianes dels fangs activats. Per tant, el pretractament és essencial quan s'utilitzen mètodes biològics per tractar les aigües residuals que contenen ions de metalls pesants. Actualment, el mètode de precipitació amb hidròxid s'utilitza habitualment per eliminar ions de metalls pesants de les aigües residuals, però la seva eficiència de precipitació està limitada per la solubilitat dels hidròxids, cosa que resulta en efectes pràctics subòptims. Els mètodes de flotació, en canvi, sovint estan restringits a causa de l'ús de col·lectors de flotació (per exemple, el tensioactiu sintetitzat químicament dodecilsulfat de sodi) que són difícils de degradar en etapes posteriors de tractament, cosa que provoca contaminació secundària. En conseqüència, cal desenvolupar alternatives que siguin fàcilment biodegradables i no tòxiques per al medi ambient, i els tensioactius biològics posseeixen precisament aquests avantatges.
2. Aplicacions en biorremediació
En el procés d'ús de microorganismes per catalitzar la degradació de contaminants orgànics i, per tant, sanejar entorns contaminats, els tensioactius biològics ofereixen un potencial significatiu per a la biorremediació in situ de llocs contaminats orgànicament. Això es deu al fet que es poden utilitzar directament a partir de brous de fermentació, eliminant els costos associats amb la separació, l'extracció i la purificació del producte dels tensioactius.
2.1 Millora de la degradació dels alcans
Els alcans són els components principals del petroli. Durant l'exploració, l'extracció, el transport, el processament i l'emmagatzematge de petroli, els inevitables abocaments de petroli contaminen el sòl i les aigües subterrànies. Per accelerar la degradació dels alcans, l'addició de tensioactius biològics pot millorar la hidrofilicitat i la biodegradabilitat dels compostos hidrofòbics, augmentar les poblacions microbianes i, per tant, millorar la taxa de degradació dels alcans.
2.2 Millora de la degradació dels hidrocarburs aromàtics policíclics (HAP)
Els HAP han rebut una atenció creixent a causa dels seus "tres efectes cancerígens" (carcinogènic, teratogènic i mutagènic). Molts països els han classificat com a contaminants prioritaris. Els estudis han demostrat que la degradació microbiana és la via principal per eliminar els HAP del medi ambient, i la seva degradabilitat disminueix a mesura que augmenta el nombre d'anells de benzè: els HAP amb tres o menys anells es degraden fàcilment, mentre que els que tenen quatre o més anells són més difícils de descompondre.
2.3 Eliminació de metalls pesants tòxics
El procés de contaminació de metalls pesants tòxics al sòl es caracteritza per l'ocultació, l'estabilitat i la irreversibilitat, cosa que fa que la remediació del sòl contaminat per metalls pesants sigui un focus de recerca de llarga data en el món acadèmic. Els mètodes actuals per eliminar metalls pesants del sòl inclouen la vitrificació, la immobilització/estabilització i el tractament tèrmic. Si bé la vitrificació és tècnicament factible, implica un treball d'enginyeria substancial i costos elevats. Els processos d'immobilització són reversibles, cosa que requereix un seguiment continu de l'eficàcia del tractament després de l'aplicació. El tractament tèrmic només és adequat per a metalls pesants volàtils (per exemple, mercuri). Com a resultat, els mètodes de tractament biològic de baix cost han experimentat un ràpid desenvolupament. En els darrers anys, els investigadors han començat a utilitzar tensioactius biològics ecològicament no tòxics per remediar el sòl contaminat per metalls pesants.
Data de publicació: 08 de setembre de 2025