Muchos surfactantes sintetizados químicamente dañan el entorno ecológico debido a su baja biodegradabilidad, toxicidad y tendencia a acumularse en los ecosistemas. En cambio, los surfactantes biológicos, caracterizados por su fácil biodegradabilidad y su ausencia de toxicidad para los sistemas ecológicos, son más adecuados para el control de la contaminación en ingeniería ambiental. Por ejemplo, pueden servir como colectores de flotación en procesos de tratamiento de aguas residuales, adsorbiéndose en partículas coloidales cargadas para eliminar iones metálicos tóxicos, o aplicarse para remediar sitios contaminados con compuestos orgánicos y metales pesados.
1. Aplicaciones en procesos de tratamiento de aguas residuales
Al tratar biológicamente las aguas residuales, los iones de metales pesados suelen inhibir o envenenar las comunidades microbianas en los lodos activados. Por lo tanto, el pretratamiento es esencial cuando se utilizan métodos biológicos para tratar aguas residuales que contienen iones de metales pesados. Actualmente, el método de precipitación por hidróxido se utiliza comúnmente para eliminar iones de metales pesados de las aguas residuales, pero su eficiencia de precipitación se ve limitada por la solubilidad de los hidróxidos, lo que resulta en resultados prácticos subóptimos. Los métodos de flotación, por otro lado, suelen estar restringidos debido al uso de colectores de flotación (p. ej., el surfactante sintetizado químicamente dodecil sulfato de sodio) que son difíciles de degradar en etapas posteriores del tratamiento, lo que provoca contaminación secundaria. En consecuencia, existe la necesidad de desarrollar alternativas que sean fácilmente biodegradables y ambientalmente no tóxicas, y los surfactantes biológicos poseen precisamente estas ventajas.
2. Aplicaciones en Biorremediación
En el proceso de utilizar microorganismos para catalizar la degradación de contaminantes orgánicos y, por consiguiente, remediar entornos contaminados, los surfactantes biológicos ofrecen un potencial significativo para la biorremediación in situ de sitios contaminados orgánicamente. Esto se debe a que pueden utilizarse directamente a partir de caldos de fermentación, eliminando así los costos asociados con la separación, extracción y purificación del producto.
2.1 Mejora de la degradación de los alcanos
Los alcanos son los componentes principales del petróleo. Durante la exploración, extracción, transporte, procesamiento y almacenamiento de petróleo, inevitablemente se producen vertidos de petróleo que contaminan el suelo y las aguas subterráneas. Para acelerar la degradación de los alcanos, la adición de surfactantes biológicos puede mejorar la hidrofilicidad y la biodegradabilidad de los compuestos hidrófobos, aumentar las poblaciones microbianas y, por consiguiente, mejorar la velocidad de degradación de los alcanos.
2.2 Mejora de la degradación de los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP)
Los HAP han recibido cada vez más atención debido a sus tres efectos cancerígenos (carcinógeno, teratogénico y mutagénico). Muchos países los han clasificado como contaminantes prioritarios. Diversos estudios han demostrado que la degradación microbiana es la principal vía de eliminación de los HAP del medio ambiente, y su degradabilidad disminuye a medida que aumenta el número de anillos de benceno: los HAP con tres o menos anillos se degradan fácilmente, mientras que los de cuatro o más anillos son más difíciles de descomponer.
2.3 Eliminación de metales pesados tóxicos
El proceso de contaminación del suelo por metales pesados tóxicos se caracteriza por su ocultación, estabilidad e irreversibilidad, lo que convierte la remediación de suelos contaminados con metales pesados en un foco de investigación de larga data en el ámbito académico. Los métodos actuales para eliminar metales pesados del suelo incluyen la vitrificación, la inmovilización/estabilización y el tratamiento térmico. Si bien la vitrificación es técnicamente viable, implica un trabajo de ingeniería considerable y altos costos. Los procesos de inmovilización son reversibles, lo que requiere un monitoreo continuo de la eficacia del tratamiento después de su aplicación. El tratamiento térmico solo es adecuado para metales pesados volátiles (p. ej., mercurio). Como resultado, se han desarrollado rápidamente métodos de tratamiento biológico de bajo costo. En los últimos años, los investigadores han comenzado a utilizar surfactantes biológicos ecológicamente no tóxicos para remediar suelos contaminados con metales pesados.
Hora de publicación: 08-sep-2025