Daudzas ķīmiski sintezētas virsmaktīvās vielas kaitē ekoloģiskajai videi to sliktās bioloģiskās noārdīšanās, toksicitātes un tendences uzkrāties ekosistēmās dēļ. Turpretī bioloģiskās virsmaktīvās vielas, kurām raksturīga viegla bioloģiskā noārdīšanās un netoksicitāte ekoloģiskajām sistēmām, ir labāk piemērotas piesārņojuma kontrolei vides inženierijā. Piemēram, tās var kalpot kā flotācijas kolektori notekūdeņu attīrīšanas procesos, adsorbējoties uz lādētām koloīdām daļiņām, lai noņemtu toksiskus metālu jonus, vai arī tās var izmantot, lai sanētu vietas, kas piesārņotas ar organiskajiem savienojumiem un smagajiem metāliem.
1. Pielietojums notekūdeņu attīrīšanas procesos
Bioloģiski attīrot notekūdeņus, smago metālu joni bieži vien kavē vai saindē mikrobu kopienas aktīvajās dūņās. Tāpēc, izmantojot bioloģiskās metodes notekūdeņu, kas satur smago metālu jonus, attīrīšanai, ir nepieciešama priekšattīrīšana. Pašlaik hidroksīda nogulsnēšanas metode parasti tiek izmantota, lai atdalītu smago metālu jonus no notekūdeņiem, taču tās nogulsnēšanas efektivitāti ierobežo hidroksīdu šķīdība, kā rezultātā praktiskie rezultāti nav optimāli. Savukārt flotācijas metodes bieži vien ir ierobežotas, jo tiek izmantoti flotācijas kolektori (piemēram, ķīmiski sintezēta virsmaktīvā viela nātrija dodecilsulfāts), kurus ir grūti noārdīt turpmākajos attīrīšanas posmos, kā rezultātā rodas sekundārs piesārņojums. Līdz ar to ir nepieciešams izstrādāt alternatīvas, kas ir gan viegli bioloģiski noārdāmas, gan videi netoksiskas, un bioloģiskajām virsmaktīvajām vielām piemīt tieši šīs priekšrocības.
2. Bioremediācijas pielietojumi
Izmantojot mikroorganismus organisko piesārņotāju noārdīšanās katalizēšanai un tādējādi piesārņotas vides attīrīšanai, bioloģiskās virsmaktīvās vielas piedāvā ievērojamu potenciālu organiski piesārņotu vietu bioremediācijai uz vietas. Tas ir tāpēc, ka tās var izmantot tieši no fermentācijas buljoniem, novēršot izmaksas, kas saistītas ar virsmaktīvo vielu atdalīšanu, ekstrakciju un produkta attīrīšanu.
2.1 Alkānu degradācijas pastiprināšana
Alkāni ir galvenās naftas sastāvdaļas. Naftas izpētes, ieguves, transportēšanas, pārstrādes un uzglabāšanas laikā neizbēgamas naftas izplūdes piesārņo augsni un gruntsūdeņus. Lai paātrinātu alkānu noārdīšanos, bioloģisko virsmaktīvo vielu pievienošana var uzlabot hidrofobo savienojumu hidrofilitāti un bioloģisko noārdīšanos, palielināt mikrobu populācijas un tādējādi uzlabot alkānu noārdīšanās ātrumu.
2.2 Policiklisko aromātisko ogļūdeņražu (PAO) noārdīšanās veicināšana“
PAO ir piesaistījuši arvien lielāku uzmanību to "triju kancerogēno efektu" (kancerogēna, teratogēna un mutagēna) dēļ. Daudzas valstis tos ir klasificējušas kā prioritārus piesārņotājus. Pētījumi liecina, ka mikrobiālā degradācija ir galvenais PAO izvadīšanas ceļš no vides, un to noārdīšanās spēja samazinās, palielinoties benzola gredzenu skaitam: PAO ar trim vai mazāk gredzeniem noārdās viegli, savukārt tos, kuriem ir četri vai vairāk gredzeni, ir grūtāk sadalīt.
2.3 Toksisko smago metālu izvadīšana
Toksisko smago metālu piesārņojuma procesu augsnē raksturo slēptība, stabilitāte un neatgriezeniskums, padarot ar smagajiem metāliem piesārņotas augsnes attīrīšanu par ilgstošu akadēmisko pētījumu uzmanības centru. Pašreizējās metodes smago metālu noņemšanai no augsnes ietver vitrifikāciju, imobilizāciju/stabilizāciju un termisko apstrādi. Lai gan vitrifikācija ir tehniski iespējama, tā prasa ievērojamu inženiertehnisko darbu un augstas izmaksas. Imobilizācijas procesi ir atgriezeniski, tāpēc ir nepieciešama nepārtraukta apstrādes efektivitātes uzraudzība pēc uzklāšanas. Termiskā apstrāde ir piemērota tikai gaistošiem smagajiem metāliem (piemēram, dzīvsudrabam). Tā rezultātā strauji attīstās lētas bioloģiskās attīrīšanas metodes. Pēdējos gados pētnieki ir sākuši izmantot ekoloģiski netoksiskas bioloģiskās virsmaktīvās vielas, lai attīrītu ar smagajiem metāliem piesārņotu augsni.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 8. septembris