Mnohé chemicky syntetizované povrchovo aktívne látky poškodzujú ekologické prostredie kvôli svojej nízkej biologickej odbúrateľnosti, toxicite a tendencii hromadiť sa v ekosystémoch. Naproti tomu biologické povrchovo aktívne látky – charakterizované ľahkou biologickou odbúrateľnosťou a netoxicitou pre ekologické systémy – sú vhodnejšie na kontrolu znečistenia v environmentálnom inžinierstve. Môžu napríklad slúžiť ako flotačné kolektory v procesoch čistenia odpadových vôd, adsorbovať sa na nabité koloidné častice na odstránenie toxických kovových iónov alebo sa môžu použiť na sanáciu miest kontaminovaných organickými zlúčeninami a ťažkými kovmi.
1. Aplikácie v procesoch čistenia odpadových vôd
Pri biologickej úprave odpadových vôd ióny ťažkých kovov často inhibujú alebo otravujú mikrobiálne spoločenstvá v aktivovanom kale. Preto je predúprava nevyhnutná pri použití biologických metód na úpravu odpadových vôd obsahujúcich ióny ťažkých kovov. V súčasnosti sa na odstránenie iónov ťažkých kovov z odpadových vôd bežne používa metóda zrážania hydroxidmi, ale jej účinnosť zrážania je obmedzená rozpustnosťou hydroxidov, čo má za následok suboptimálne praktické účinky. Flotačné metódy sú na druhej strane často obmedzené kvôli použitiu flotačných zberačov (napr. chemicky syntetizovaný povrchovo aktívny prvok dodecylsulfát sodný), ktoré sa v nasledujúcich fázach čistenia ťažko degradujú, čo vedie k sekundárnemu znečisteniu. V dôsledku toho je potrebné vyvinúť alternatívy, ktoré sú ľahko biologicky odbúrateľné a zároveň environmentálne netoxické – a biologické povrchovo aktívne látky práve tieto výhody majú.
2. Aplikácie v bioremediácii
V procese využívania mikroorganizmov na katalýzu degradácie organických znečisťujúcich látok a tým na sanáciu kontaminovaného prostredia ponúkajú biologické povrchovo aktívne látky významný potenciál pre bioremediáciu organicky znečistených lokalít na mieste. Je to preto, že ich možno priamo využiť z fermentačných bujónov, čím sa eliminujú náklady spojené so separáciou povrchovo aktívnych látok, extrakciou a čistením produktu.
2.1 Zrýchlenie degradácie alkánov
Alkány sú primárnymi zložkami ropy. Počas prieskumu ložísk, ťažby, prepravy, spracovania a skladovania ropy nevyhnutné vypúšťanie ropy kontaminuje pôdu a podzemné vody. Na urýchlenie degradácie alkánov môže pridanie biologických povrchovo aktívnych látok zvýšiť hydrofilnosť a biologickú odbúrateľnosť hydrofóbnych zlúčenín, zvýšiť mikrobiálne populácie a tým zlepšiť rýchlosť degradácie alkánov.
2.2 Zlepšenie degradácie polycyklických aromatických uhľovodíkov (PAH)
PAH si získali čoraz väčšiu pozornosť kvôli svojim „trom karcinogénnym účinkom“ (karcinogénnym, teratogénnym a mutagénnym). Mnohé krajiny ich zaradili medzi prioritné znečisťujúce látky. Štúdie ukázali, že mikrobiálna degradácia je primárnou cestou odstraňovania PAH z prostredia a ich degradovateľnosť sa znižuje so zvyšujúcim sa počtom benzénových kruhov: PAH s tromi alebo menej kruhmi sa degradujú ľahšie, zatiaľ čo tie so štyrmi alebo viacerými kruhmi sa rozkladajú náročnejšie.
2.3 Odstraňovanie toxických ťažkých kovov
Proces kontaminácie toxickými ťažkými kovmi v pôde sa vyznačuje skrytosťou, stabilitou a nezvratnosťou, vďaka čomu je sanácia pôdy znečistenej ťažkými kovmi dlhodobým zameraním výskumu v akademickej sfére. Medzi súčasné metódy odstraňovania ťažkých kovov z pôdy patrí vitrifikácia, imobilizácia/stabilizácia a tepelné spracovanie. Hoci je vitrifikácia technicky uskutočniteľná, vyžaduje si značné inžinierske práce a vysoké náklady. Procesy imobilizácie sú reverzibilné, čo si vyžaduje neustále monitorovanie účinnosti úpravy po aplikácii. Tepelné spracovanie je vhodné len pre prchavé ťažké kovy (napr. ortuť). V dôsledku toho sa rýchlo rozvíjajú lacné metódy biologického spracovania. V posledných rokoch začali výskumníci využívať ekologicky netoxické biologické povrchovo aktívne látky na sanáciu pôdy kontaminovanej ťažkými kovmi.
Čas uverejnenia: 8. septembra 2025