Mnogi kemijski sintetizirani surfaktanti oštećuju ekološki okoliš zbog svoje slabe biorazgradivosti, toksičnosti i sklonosti nakupljanju u ekosustavima. Nasuprot tome, biološki surfaktanti - koje karakterizira laka biorazgradivost i netoksičnost za ekološke sustave - prikladniji su za kontrolu onečišćenja u inženjerstvu zaštite okoliša. Na primjer, mogu poslužiti kao flotacijski kolektori u procesima pročišćavanja otpadnih voda, adsorbirajući se na nabijene koloidne čestice kako bi uklonili otrovne metalne ione ili se mogu primijeniti za sanaciju mjesta onečišćenih organskim spojevima i teškim metalima.
1. Primjena u procesima obrade otpadnih voda
Prilikom biološke obrade otpadnih voda, ioni teških metala često inhibiraju ili truju mikrobne zajednice u aktivnom mulju. Stoga je predobrada ključna kada se koriste biološke metode za obradu otpadnih voda koje sadrže ione teških metala. Trenutno se metoda taloženja hidroksida obično koristi za uklanjanje iona teških metala iz otpadnih voda, ali njezina učinkovitost taloženja ograničena je topljivošću hidroksida, što rezultira neoptimalnim praktičnim učincima. S druge strane, metode flotacije često su ograničene zbog upotrebe flotacijskih kolektora (npr. kemijski sintetiziranog surfaktanta natrijevog dodecil sulfata) koji se teško razgrađuju u sljedećim fazama obrade, što dovodi do sekundarnog onečišćenja. Posljedično, postoji potreba za razvojem alternativa koje su i lako biorazgradive i netoksične za okoliš - a biološki surfaktanti upravo posjeduju te prednosti.
2. Primjena u bioremedijaciji
U procesu korištenja mikroorganizama za kataliziranje razgradnje organskih zagađivača i time sanaciju onečišćenih okoliša, biološki surfaktanti nude značajan potencijal za bioremedijaciju organski onečišćenih mjesta na licu mjesta. To je zato što se mogu izravno koristiti iz fermentacijskih juha, čime se eliminiraju troškovi povezani s odvajanjem surfaktanata, ekstrakcijom i pročišćavanjem produkta.
2.1 Poboljšanje razgradnje alkana
Alkani su primarni sastojci nafte. Tijekom istraživanja, ekstrakcije, transporta, prerade i skladištenja nafte, neizbježna ispuštanja nafte onečišćuju tlo i podzemne vode. Kako bi se ubrzala razgradnja alkana, dodavanje bioloških surfaktanata može poboljšati hidrofilnost i biorazgradivost hidrofobnih spojeva, povećati mikrobne populacije i time poboljšati brzinu razgradnje alkana.
2.2 Poboljšanje razgradnje policikličkih aromatskih ugljikovodika (PAH)
PAH-ovi su privukli sve veću pozornost zbog svoja „tri kancerogena učinka“ (kancerogenog, teratogenog i mutagenog). Mnoge zemlje su ih klasificirale kao prioritetne zagađivače. Studije su pokazale da je mikrobna razgradnja primarni put uklanjanja PAH-ova iz okoliša, a njihova razgradivost se smanjuje s povećanjem broja benzenskih prstenova: PAH-ovi s tri ili manje prstenova lako se razgrađuju, dok se oni s četiri ili više prstenova teže razgrađuju.
2.3 Uklanjanje otrovnih teških metala
Proces kontaminacije tla otrovnim teškim metalima karakterizira se prikrivanjem, stabilnošću i nepovratnošću, što sanaciju tla zagađenog teškim metalima čini dugogodišnjim fokusom istraživanja u akademskoj zajednici. Trenutne metode uklanjanja teških metala iz tla uključuju vitrifikaciju, imobilizaciju/stabilizaciju i toplinsku obradu. Iako je vitrifikacija tehnički izvediva, uključuje znatan inženjerski rad i visoke troškove. Procesi imobilizacije su reverzibilni, što zahtijeva kontinuirano praćenje učinkovitosti obrade nakon primjene. Toplinska obrada prikladna je samo za hlapljive teške metale (npr. živu). Kao rezultat toga, jeftine metode biološke obrade doživjele su brz razvoj. Posljednjih godina istraživači su počeli koristiti ekološki netoksične biološke surfaktante za sanaciju tla zagađenog teškim metalima.
Vrijeme objave: 08.09.2025.