Sok kémiailag szintetizált felületaktív anyag károsítja az ökológiai környezetet a gyenge biológiai lebonthatósága, toxicitása és az ökoszisztémákban való felhalmozódásra való hajlama miatt. Ezzel szemben a biológiai felületaktív anyagok – amelyeket a könnyű biológiai lebonthatóság és az ökológiai rendszerekre való nem toxikus hatás jellemez – jobban alkalmasak a környezetmérnöki szennyezés szabályozására. Például flotációs gyűjtőként szolgálhatnak a szennyvíztisztítási folyamatokban, töltéssel rendelkező kolloid részecskékre adszorbeálódva eltávolítják a mérgező fémionokat, vagy alkalmazhatók szerves vegyületekkel és nehézfémekkel szennyezett területek kármentesítésére.
1. Alkalmazások a szennyvízkezelési folyamatokban
A szennyvíz biológiai kezelése során a nehézfémionok gyakran gátolják vagy megmérgezik az aktivált iszapban található mikrobiális közösségeket. Ezért az előkezelés elengedhetetlen a nehézfémionokat tartalmazó szennyvíz biológiai módszereinek alkalmazásakor. Jelenleg a hidroxidos kicsapási módszert gyakran alkalmazzák a nehézfémionok szennyvízből történő eltávolítására, de a kicsapási hatékonyságát a hidroxidok oldhatósága korlátozza, ami a gyakorlatban nem optimális hatásokat eredményez. A flotációs módszerek ezzel szemben gyakran korlátozottak a flotációs gyűjtők (pl. a kémiailag szintetizált nátrium-dodecil-szulfát felületaktív anyag) használata miatt, amelyeket a későbbi kezelési szakaszokban nehéz lebontani, ami másodlagos szennyezéshez vezet. Következésképpen olyan alternatívák kidolgozására van szükség, amelyek könnyen biológiailag lebomlóak és környezetre nem mérgezőek – és a biológiai felületaktív anyagok pontosan rendelkeznek ezekkel az előnyökkel.
2. Alkalmazások a bioremediációban
A mikroorganizmusok szerves szennyező anyagok lebontásának katalizálására és ezáltal a szennyezett környezet kármentesítésére való felhasználásának folyamatában a biológiai felületaktív anyagok jelentős potenciált kínálnak a szervesen szennyezett helyek helyszíni bioremediációjában. Ez azért van, mert közvetlenül felhasználhatók a fermentléből, kiküszöbölve a felületaktív anyagok elválasztásával, extrakciójával és terméktisztítással kapcsolatos költségeket.
2.1 Az alkánok lebontásának fokozása
Az alkánok a kőolaj fő alkotóelemei. A kőolajkutatás, -kitermelés, -szállítás, -feldolgozás és -tárolás során az elkerülhetetlen kőolajkibocsátások szennyezik a talajt és a talajvizet. Az alkánok lebomlásának felgyorsítása érdekében biológiai felületaktív anyagok hozzáadása fokozhatja a hidrofób vegyületek hidrofilitását és biológiai lebonthatóságát, növelheti a mikrobiális populációkat, és ezáltal javíthatja az alkánok lebomlási sebességét.
2.2 A policiklusos aromás szénhidrogének (PAH-ok) lebontásának fokozása
A PAH-ok egyre nagyobb figyelmet kapnak „három rákkeltő hatásuk” (rákkeltő, teratogén és mutagén) miatt. Számos ország prioritást élvező szennyező anyagként sorolta be őket. Tanulmányok kimutatták, hogy a mikrobiális lebontás a PAH-ok környezetből való eltávolításának elsődleges útja, és lebonthatóságuk csökken a benzolgyűrűk számának növekedésével: a három vagy kevesebb gyűrűvel rendelkező PAH-ok könnyen lebomlanak, míg a négy vagy több gyűrűvel rendelkezőket nehezebb lebontani.
2.3 Mérgező nehézfémek eltávolítása
A talajban lévő mérgező nehézfémek szennyeződési folyamatát az elrejtettség, a stabilitás és a visszafordíthatatlanság jellemzi, így a nehézfémekkel szennyezett talaj kármentesítése régóta az akadémiai kutatások középpontjában áll. A nehézfémek talajból történő eltávolításának jelenlegi módszerei közé tartozik az üvegezés, az immobilizálás/stabilizálás és a termikus kezelés. Bár az üvegezés technikailag megvalósítható, jelentős mérnöki munkát és magas költségeket igényel. Az immobilizálási folyamatok visszafordíthatók, ami szükségessé teszi a kezelés hatékonyságának folyamatos ellenőrzését az alkalmazás után. A termikus kezelés csak illékony nehézfémek (pl. higany) esetén alkalmas. Ennek eredményeként az alacsony költségű biológiai kezelési módszerek gyors fejlődésen mentek keresztül. Az elmúlt években a kutatók elkezdték ökológiailag nem mérgező biológiai felületaktív anyagokat alkalmazni a nehézfémekkel szennyezett talaj kármentesítésére.
Közzététel ideje: 2025. szeptember 8.