De nombreux tensioactifs synthétisés chimiquement nuisent à l'environnement en raison de leur faible biodégradabilité, de leur toxicité et de leur tendance à s'accumuler dans les écosystèmes. En revanche, les tensioactifs biologiques, caractérisés par leur biodégradabilité aisée et leur non-toxicité pour les écosystèmes, sont mieux adaptés au contrôle de la pollution en ingénierie environnementale. Par exemple, ils peuvent servir de collecteurs de flottation dans les procédés de traitement des eaux usées, s'adsorbant sur des particules colloïdales chargées pour éliminer les ions métalliques toxiques, ou être utilisés pour assainir des sites contaminés par des composés organiques et des métaux lourds.
1. Applications dans les procédés de traitement des eaux usées
Lors du traitement biologique des eaux usées, les ions de métaux lourds inhibent ou empoisonnent souvent les communautés microbiennes des boues activées. Par conséquent, le prétraitement est essentiel lors de l'utilisation de méthodes biologiques pour traiter les eaux usées contenant des ions de métaux lourds. Actuellement, la méthode de précipitation par hydroxyde est couramment utilisée pour éliminer les ions de métaux lourds des eaux usées, mais son efficacité est limitée par la solubilité des hydroxydes, ce qui entraîne des effets pratiques sous-optimaux. Les méthodes de flottation, en revanche, sont souvent limitées par l'utilisation de collecteurs de flottation (par exemple, le dodécylsulfate de sodium, un tensioactif synthétisé chimiquement), difficiles à dégrader lors des étapes de traitement ultérieures, ce qui entraîne une pollution secondaire. Par conséquent, il est nécessaire de développer des alternatives à la fois facilement biodégradables et non toxiques pour l'environnement ; les tensioactifs biologiques présentent précisément ces avantages.
2. Applications en biorestauration
Dans le processus d'utilisation de micro-organismes pour catalyser la dégradation des polluants organiques et ainsi assainir les environnements contaminés, les tensioactifs biologiques offrent un potentiel important pour la bioremédiation in situ des sites pollués par des matières organiques. En effet, ils peuvent être directement utilisés à partir des bouillons de fermentation, éliminant ainsi les coûts associés à la séparation, à l'extraction et à la purification des tensioactifs.
2.1 Amélioration de la dégradation des alcanes
Les alcanes sont les principaux composants du pétrole. Lors de l'exploration, de l'extraction, du transport, du traitement et du stockage du pétrole, les rejets inévitables de pétrole contaminent les sols et les eaux souterraines. Pour accélérer la dégradation des alcanes, l'ajout de tensioactifs biologiques peut améliorer l'hydrophilie et la biodégradabilité des composés hydrophobes, augmenter les populations microbiennes et ainsi accélérer la dégradation des alcanes.
2.2 Amélioration de la dégradation des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP)
Les HAP suscitent une attention croissante en raison de leurs « trois effets cancérogènes » (cancérogène, tératogène et mutagène). De nombreux pays les ont classés comme polluants prioritaires. Des études ont montré que la dégradation microbienne est la principale voie d'élimination des HAP de l'environnement, et que leur dégradabilité diminue à mesure que le nombre de cycles benzéniques augmente : les HAP à trois cycles ou moins se dégradent facilement, tandis que ceux à quatre cycles ou plus sont plus difficiles à décomposer.
2.3 Élimination des métaux lourds toxiques
Le processus de contamination des sols par les métaux lourds toxiques se caractérise par sa dissimulation, sa stabilité et son irréversibilité, ce qui fait de la réhabilitation des sols pollués par ces métaux un axe de recherche universitaire de longue date. Les méthodes actuelles d'élimination des métaux lourds des sols comprennent la vitrification, l'immobilisation/stabilisation et le traitement thermique. Bien que la vitrification soit techniquement réalisable, elle implique des travaux d'ingénierie importants et des coûts élevés. Les processus d'immobilisation sont réversibles, ce qui nécessite une surveillance continue de l'efficacité du traitement après application. Le traitement thermique ne convient qu'aux métaux lourds volatils (par exemple, le mercure). Par conséquent, les méthodes de traitement biologique à faible coût ont connu un développement rapide. Ces dernières années, les chercheurs ont commencé à utiliser des tensioactifs biologiques écologiquement non toxiques pour la réhabilitation des sols contaminés par les métaux lourds.
Date de publication : 08/09/2025