Mulți surfactanți sintetizați chimic dăunează mediului ecologic din cauza biodegradabilității lor slabe, a toxicității și a tendinței de acumulare în ecosisteme. În schimb, surfactanții biologici - caracterizați prin biodegradabilitate ușoară și non-toxicitate pentru sistemele ecologice - sunt mai potriviți pentru controlul poluării în ingineria mediului. De exemplu, pot servi ca colectoare de flotație în procesele de epurare a apelor uzate, adsorbindu-se pe particule coloidale încărcate pentru a îndepărta ionii metalici toxici sau pot fi aplicați pentru a remedia siturile contaminate cu compuși organici și metale grele.
1. Aplicații în procesele de epurare a apelor uzate
În cazul tratării biologice a apelor uzate, ionii de metale grele inhibă sau otrăvesc adesea comunitățile microbiene din nămolul activ. Prin urmare, pretratarea este esențială atunci când se utilizează metode biologice pentru tratarea apelor uzate care conțin ioni de metale grele. În prezent, metoda de precipitare cu hidroxid este utilizată în mod obișnuit pentru a elimina ionii de metale grele din apele uzate, dar eficiența precipitării este limitată de solubilitatea hidroxizilor, ceea ce duce la efecte practice suboptimale. Metodele de flotație, pe de altă parte, sunt adesea restricționate din cauza utilizării colectoarelor de flotație (de exemplu, surfactantul sintetizat chimic dodecil sulfat de sodiu) care sunt dificil de degradat în etapele ulterioare de tratare, ducând la poluare secundară. În consecință, este nevoie să se dezvolte alternative care să fie atât ușor biodegradabile, cât și netoxice pentru mediu - iar surfactanții biologici posedă tocmai aceste avantaje.
2. Aplicații în bioremediere
În procesul de utilizare a microorganismelor pentru a cataliza degradarea poluanților organici și, prin urmare, a remedierii mediilor contaminate, surfactanții biologici oferă un potențial semnificativ pentru bioremedierea la fața locului a siturilor poluate organic. Acest lucru se datorează faptului că pot fi utilizați direct din bulionurile de fermentație, eliminând costurile asociate cu separarea surfactanților, extracția și purificarea produsului.
2.1 Îmbunătățirea degradării alcanilor
Alcanii sunt componentele principale ale petrolului. În timpul explorării, extracției, transportului, prelucrării și depozitării petrolului, inevitabilele deversări de petrol contaminează solul și apele subterane. Pentru a accelera degradarea alcanilor, adăugarea de surfactanți biologici poate spori hidrofilicitatea și biodegradabilitatea compușilor hidrofobi, poate crește populațiile microbiene și, prin urmare, poate îmbunătăți rata de degradare a alcanilor.
2.2 Îmbunătățirea degradării hidrocarburilor aromatice policiclice (HAP)
HAP-urile au atras o atenție tot mai mare datorită „celor trei efecte cancerigene” ale lor (carcinogen, teratogen și mutagen). Multe țări le-au clasificat drept poluanți prioritari. Studiile au arătat că degradarea microbiană este principala cale de eliminare a HAP-urilor din mediu, iar degradabilitatea lor scade pe măsură ce numărul de inele benzenice crește: HAP-urile cu trei sau mai puține inele se degradează ușor, în timp ce cele cu patru sau mai multe inele sunt mai dificil de descompus.
2.3 Îndepărtarea metalelor grele toxice
Procesul de contaminare a solului cu metale grele toxice este caracterizat prin ascundere, stabilitate și ireversibilitate, ceea ce face ca remedierea solului poluat cu metale grele să fie un obiectiv de cercetare de lungă durată în mediul academic. Metodele actuale de îndepărtare a metalelor grele din sol includ vitrificarea, imobilizarea/stabilizarea și tratamentul termic. Deși vitrificarea este fezabilă din punct de vedere tehnic, aceasta implică lucrări inginerești substanțiale și costuri ridicate. Procesele de imobilizare sunt reversibile, necesitând monitorizarea continuă a eficacității tratamentului după aplicare. Tratamentul termic este potrivit numai pentru metalele grele volatile (de exemplu, mercurul). Drept urmare, metodele de tratare biologică cu costuri reduse au cunoscut o dezvoltare rapidă. În ultimii ani, cercetătorii au început să utilizeze surfactanți biologici ecologici, netoxici, pentru a remedia solul contaminat cu metale grele.
Data publicării: 08 septembrie 2025