Mnoho chemicky syntetizovaných povrchově aktivních látek poškozuje ekologické prostředí kvůli své špatné biologické odbouratelnosti, toxicitě a tendenci se hromadit v ekosystémech. Naproti tomu biologické povrchově aktivní látky – charakterizované snadnou biologickou odbouratelností a netoxicitou pro ekologické systémy – jsou vhodnější pro kontrolu znečištění v environmentálním inženýrství. Mohou například sloužit jako flotační sběrače v procesech čištění odpadních vod, adsorbovat se na nabité koloidní částice za účelem odstranění toxických kovových iontů, nebo mohou být použity k sanaci míst kontaminovaných organickými sloučeninami a těžkými kovy.
1. Aplikace v procesech čištění odpadních vod
Při biologickém čištění odpadních vod ionty těžkých kovů často inhibují nebo otravují mikrobiální společenstva v aktivovaném kalu. Proto je předčištění nezbytné při použití biologických metod k čištění odpadních vod obsahujících ionty těžkých kovů. V současné době se k odstranění iontů těžkých kovů z odpadních vod běžně používá metoda srážení hydroxidů, ale její účinnost srážení je omezena rozpustností hydroxidů, což má za následek neoptimální praktické účinky. Flotační metody jsou na druhou stranu často omezeny kvůli použití flotačních sběračů (např. chemicky syntetizovaného povrchově aktivního činidla dodecylsulfátu sodného), které se v následných fázích čištění obtížně odbourávají, což vede k sekundárnímu znečištění. V důsledku toho je potřeba vyvinout alternativy, které jsou snadno biologicky odbouratelné a zároveň environmentálně netoxické – a biologické povrchově aktivní látky právě tyto výhody mají.
2. Aplikace v bioremediaci
V procesu využití mikroorganismů ke katalýze degradace organických polutantů a tím k sanaci kontaminovaného prostředí nabízejí biologické povrchově aktivní látky významný potenciál pro bioremediaci organicky znečištěných lokalit na místě. Je to proto, že je lze přímo využít z fermentačních vývarů, čímž se eliminují náklady spojené se separací povrchově aktivních látek, extrakcí a čištěním produktu.
2.1 Zvýšení degradace alkanů
Alkany jsou primárními složkami ropy. Během průzkumu, těžby, přepravy, zpracování a skladování ropy dochází k nevyhnutelným únikům ropy, které kontaminují půdu a podzemní vody. Pro urychlení degradace alkanů může přidání biologických povrchově aktivních látek zvýšit hydrofilnost a biologickou odbouratelnost hydrofobních sloučenin, zvýšit mikrobiální populace a tím zlepšit rychlost degradace alkanů.
2.2 Zlepšení degradace polycyklických aromatických uhlovodíků (PAH)
PAH si získávají rostoucí pozornost kvůli svým „třem karcinogenním účinkům“ (karcinogenním, teratogenním a mutagenním). Mnoho zemí je klasifikovalo jako prioritní znečišťující látky. Studie ukázaly, že mikrobiální degradace je primární cestou pro odstraňování PAH z životního prostředí a jejich degradovatelnost klesá s rostoucím počtem benzenových kruhů: PAH se třemi nebo méně kruhy se degradují snadno, zatímco ty se čtyřmi nebo více kruhy se rozkládají obtížněji.
2.3 Odstraňování toxických těžkých kovů
Proces kontaminace půdy toxickými těžkými kovy se vyznačuje skrytostí, stabilitou a nevratností, což činí sanaci půdy znečištěné těžkými kovy dlouhodobým předmětem výzkumu v akademické sféře. Mezi současné metody odstraňování těžkých kovů z půdy patří vitrifikaci, imobilizaci/stabilizaci a tepelné zpracování. Vitrifikace je sice technicky proveditelná, ale vyžaduje značné inženýrské práce a vysoké náklady. Imobilizační procesy jsou reverzibilní, což vyžaduje neustálé sledování účinnosti zpracování po aplikaci. Tepelné zpracování je vhodné pouze pro těkavé těžké kovy (např. rtuť). V důsledku toho se rychle rozvíjejí nízkonákladové metody biologického čištění. V posledních letech začali vědci využívat ekologicky netoxické biologické povrchově aktivní látky k sanaci půdy kontaminované těžkými kovy.
Čas zveřejnění: 8. září 2025