Muitos surfactantes sintetizados quimicamente prejudicam o meio ambiente ecológico devido à sua baixa biodegradabilidade, toxicidade e tendência a se acumular nos ecossistemas. Em contraste, surfactantes biológicos — caracterizados por fácil biodegradabilidade e não toxicidade para sistemas ecológicos — são mais adequados para o controle da poluição em engenharia ambiental. Por exemplo, podem servir como coletores de flotação em processos de tratamento de águas residuais, adsorvendo-se em partículas coloidais carregadas para remover íons metálicos tóxicos, ou ser aplicados para remediar locais contaminados por compostos orgânicos e metais pesados.
1. Aplicações em Processos de Tratamento de Águas Residuais
Ao tratar águas residuais biologicamente, íons de metais pesados frequentemente inibem ou envenenam comunidades microbianas em lodos ativados. Portanto, o pré-tratamento é essencial ao usar métodos biológicos para tratar águas residuais contendo íons de metais pesados. Atualmente, o método de precipitação por hidróxido é comumente usado para remover íons de metais pesados de águas residuais, mas sua eficiência de precipitação é limitada pela solubilidade dos hidróxidos, resultando em efeitos práticos abaixo do ideal. Os métodos de flotação, por outro lado, são frequentemente restritos devido ao uso de coletores de flotação (por exemplo, o surfactante sintetizado quimicamente dodecil sulfato de sódio) que são difíceis de degradar em etapas subsequentes de tratamento, levando à poluição secundária. Consequentemente, há uma necessidade de desenvolver alternativas que sejam facilmente biodegradáveis e ambientalmente não tóxicas — e os surfactantes biológicos possuem precisamente essas vantagens.
2. Aplicações em Biorremediação
No processo de utilização de microrganismos para catalisar a degradação de poluentes orgânicos e, assim, remediar ambientes contaminados, os surfactantes biológicos oferecem um potencial significativo para a biorremediação in loco de áreas organicamente poluídas. Isso ocorre porque podem ser utilizados diretamente a partir de caldos de fermentação, eliminando os custos associados à separação, extração e purificação do produto.
2.1 Melhorando a Degradação de Alcanos
Alcanos são os principais componentes do petróleo. Durante a exploração, extração, transporte, processamento e armazenamento de petróleo, inevitáveis descargas de petróleo contaminam o solo e as águas subterrâneas. Para acelerar a degradação de alcanos, a adição de surfactantes biológicos pode aumentar a hidrofilicidade e a biodegradabilidade de compostos hidrofóbicos, aumentar as populações microbianas e, assim, melhorar a taxa de degradação de alcanos.
2.2 Melhorando a degradação de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs)
Os HAPs têm atraído cada vez mais atenção devido aos seus "três efeitos cancerígenos" (cancerígeno, teratogênico e mutagênico). Muitos países os classificaram como poluentes prioritários. Estudos demonstraram que a degradação microbiana é a principal via de remoção dos HAPs do meio ambiente, e sua degradabilidade diminui à medida que o número de anéis de benzeno aumenta: HAPs com três ou menos anéis são facilmente degradados, enquanto aqueles com quatro ou mais anéis são mais difíceis de decompor.
2.3 Remoção de metais pesados tóxicos
O processo de contaminação do solo por metais pesados tóxicos é caracterizado por ocultação, estabilidade e irreversibilidade, tornando a remediação de solos poluídos por metais pesados um foco de pesquisa de longa data no meio acadêmico. Os métodos atuais para a remoção de metais pesados do solo incluem vitrificação, imobilização/estabilização e tratamento térmico. Embora a vitrificação seja tecnicamente viável, ela envolve um trabalho de engenharia substancial e altos custos. Os processos de imobilização são reversíveis, necessitando de monitoramento contínuo da eficácia do tratamento após a aplicação. O tratamento térmico é adequado apenas para metais pesados voláteis (por exemplo, mercúrio). Como resultado, métodos de tratamento biológico de baixo custo têm se desenvolvido rapidamente. Nos últimos anos, pesquisadores começaram a utilizar surfactantes biológicos ecologicamente não tóxicos para remediar solos contaminados por metais pesados.
Horário da publicação: 08/09/2025