بسیاری از سورفکتانت‌های سنتز شده شیمیایی به دلیل تجزیه‌پذیری زیستی ضعیف، سمیت و تمایل به تجمع در اکوسیستم‌ها، به محیط زیست آسیب می‌رسانند. در مقابل، سورفکتانت‌های بیولوژیکی - که با تجزیه‌پذیری زیستی آسان و عدم سمیت برای سیستم‌های اکولوژیکی مشخص می‌شوند - برای کنترل آلودگی در مهندسی محیط زیست مناسب‌تر هستند. به عنوان مثال، آنها می‌توانند به عنوان جمع‌کننده‌های شناور در فرآیندهای تصفیه فاضلاب عمل کنند و با جذب ذرات کلوئیدی باردار، یون‌های فلزی سمی را حذف کنند، یا برای پاکسازی مکان‌های آلوده به ترکیبات آلی و فلزات سنگین به کار روند.
۱. کاربردها در فرآیندهای تصفیه فاضلاب ...
هنگام تصفیه بیولوژیکی فاضلاب، یون‌های فلزات سنگین اغلب جوامع میکروبی موجود در لجن فعال را مهار یا مسموم می‌کنند. بنابراین، پیش‌تصفیه هنگام استفاده از روش‌های بیولوژیکی برای تصفیه فاضلاب حاوی یون‌های فلزات سنگین ضروری است. در حال حاضر، روش رسوب هیدروکسید معمولاً برای حذف یون‌های فلزات سنگین از فاضلاب استفاده می‌شود، اما راندمان رسوب آن به دلیل حلالیت هیدروکسیدها محدود است و در نتیجه اثرات عملی غیربهینه دارد. از سوی دیگر، روش‌های شناورسازی اغلب به دلیل استفاده از جمع‌کننده‌های شناورسازی (به عنوان مثال، سورفکتانت شیمیایی سدیم دودسیل سولفات) که تجزیه آنها در مراحل بعدی تصفیه دشوار است و منجر به آلودگی ثانویه می‌شود، محدود می‌شوند. در نتیجه، نیاز به توسعه جایگزین‌هایی وجود دارد که هم به راحتی زیست‌تخریب‌پذیر باشند و هم از نظر زیست‌محیطی غیرسمی باشند - و سورفکتانت‌های بیولوژیکی دقیقاً این مزایا را دارند.
۲. کاربردها در زیست‌پالایی ...
در فرآیند استفاده از میکروارگانیسم‌ها برای کاتالیز تخریب آلاینده‌های آلی و در نتیجه پاکسازی محیط‌های آلوده، سورفکتانت‌های بیولوژیکی پتانسیل قابل توجهی برای زیست‌پالایی در محل مکان‌های آلوده به مواد آلی ارائه می‌دهند. این به این دلیل است که می‌توان آنها را مستقیماً از محیط‌های تخمیری استفاده کرد و هزینه‌های مرتبط با جداسازی، استخراج و خالص‌سازی سورفکتانت را از بین برد.
۲.۱ افزایش تخریب آلکان‌ها ...
آلکان‌ها اجزای اصلی نفت هستند. در طول اکتشاف، استخراج، حمل و نقل، فرآوری و ذخیره‌سازی نفت، تخلیه‌های اجتناب‌ناپذیر نفت، خاک و آب‌های زیرزمینی را آلوده می‌کنند. برای تسریع تخریب آلکان‌ها، افزودن سورفکتانت‌های بیولوژیکی می‌تواند آب‌دوستی و تجزیه‌پذیری زیستی ترکیبات آب‌گریز را افزایش دهد، جمعیت میکروبی را افزایش دهد و در نتیجه سرعت تخریب آلکان‌ها را بهبود بخشد.
۲.۲ افزایش تخریب هیدروکربن‌های آروماتیک چند حلقه‌ای (PAHs) ...
PAH ها به دلیل «سه اثر سرطان‌زایی» (سرطان‌زایی، تراتوژنیک و جهش‌زایی) توجه فزاینده‌ای را به خود جلب کرده‌اند. بسیاری از کشورها آنها را به عنوان آلاینده‌های دارای اولویت طبقه‌بندی کرده‌اند. مطالعات نشان داده‌اند که تجزیه میکروبی مسیر اصلی برای حذف PAH ها از محیط زیست است و با افزایش تعداد حلقه‌های بنزن، تجزیه‌پذیری آنها کاهش می‌یابد: PAH هایی که سه حلقه یا کمتر دارند به راحتی تجزیه می‌شوند، در حالی که تجزیه PAH هایی که چهار حلقه یا بیشتر دارند، دشوارتر است.
۲.۳ حذف فلزات سنگین سمی ...
فرآیند آلودگی فلزات سنگین سمی در خاک با پنهان شدن، پایداری و برگشت‌ناپذیری مشخص می‌شود و همین امر، پاکسازی خاک آلوده به فلزات سنگین را به یک موضوع تحقیقاتی دیرینه در دانشگاه‌ها تبدیل کرده است. روش‌های فعلی برای حذف فلزات سنگین از خاک شامل شیشه‌ای شدن، بی‌حرکت شدن/تثبیت شدن و تصفیه حرارتی است. در حالی که شیشه‌ای شدن از نظر فنی امکان‌پذیر است، اما شامل کار مهندسی قابل توجه و هزینه‌های بالایی است. فرآیندهای بی‌حرکت شدن برگشت‌پذیر هستند و نیاز به نظارت مداوم بر اثربخشی تصفیه پس از استفاده دارند. تصفیه حرارتی فقط برای فلزات سنگین فرار (مانند جیوه) مناسب است. در نتیجه، روش‌های تصفیه بیولوژیکی کم‌هزینه به سرعت توسعه یافته‌اند. در سال‌های اخیر، محققان شروع به استفاده از سورفکتانت‌های بیولوژیکی غیرسمی از نظر زیست‌محیطی برای تصفیه خاک آلوده به فلزات سنگین کرده‌اند.
زمان ارسال: سپتامبر-08-2025