Številne kemično sintetizirane površinsko aktivne snovi škodujejo ekološkemu okolju zaradi svoje slabe biorazgradljivosti, toksičnosti in nagnjenosti k kopičenju v ekosistemih. Nasprotno pa so biološke površinsko aktivne snovi – za katere je značilna lahka biorazgradljivost in netoksičnost za ekološke sisteme – bolj primerne za nadzor onesnaževanja v okoljskem inženirstvu. Na primer, lahko služijo kot flotacijski zbiralniki v procesih čiščenja odpadnih voda, kjer se adsorbirajo na nabite koloidne delce za odstranjevanje strupenih kovinskih ionov, ali pa se uporabljajo za sanacijo območij, onesnaženih z organskimi spojinami in težkimi kovinami.
1. Uporaba v procesih čiščenja odpadnih voda
Pri biološkem čiščenju odpadne vode ioni težkih kovin pogosto zavirajo ali zastrupljajo mikrobne združbe v aktivnem blatu. Zato je predhodna obdelava bistvenega pomena pri uporabi bioloških metod za čiščenje odpadne vode, ki vsebuje ione težkih kovin. Trenutno se za odstranjevanje ionov težkih kovin iz odpadne vode pogosto uporablja metoda obarjanja s hidroksidi, vendar je njena učinkovitost obarjanja omejena zaradi topnosti hidroksidov, kar ima za posledico neoptimalne praktične učinke. Po drugi strani pa so flotacijske metode pogosto omejene zaradi uporabe flotacijskih zbiralnikov (npr. kemično sintetiziran površinsko aktivna snov natrijev dodecil sulfat), ki jih je v naslednjih fazah čiščenja težko razgraditi, kar vodi do sekundarnega onesnaženja. Posledično je treba razviti alternative, ki so hkrati lahko biorazgradljive in okolju nestrupene – in prav biološke površinsko aktivne snovi imajo te prednosti.
2. Uporaba v bioremediaciji
Pri uporabi mikroorganizmov za kataliziranje razgradnje organskih onesnaževal in s tem sanacijo onesnaženega okolja ponujajo biološke površinsko aktivne snovi pomemben potencial za bioremediacijo organsko onesnaženih območij na kraju samem. To je zato, ker jih je mogoče neposredno uporabiti iz fermentacijskih brozg, s čimer se odpravijo stroški, povezani z ločevanjem, ekstrakcijo in čiščenjem površinsko aktivnih snovi.
2.1 Izboljšanje razgradnje alkanov
Alkani so glavne sestavine nafte. Med raziskovanjem, ekstrakcijo, transportom, predelavo in skladiščenjem nafte neizogibni izpusti nafte onesnažujejo tla in podtalnico. Za pospešitev razgradnje alkanov lahko dodajanje bioloških površinsko aktivnih snovi poveča hidrofilnost in biorazgradljivost hidrofobnih spojin, poveča mikrobne populacije in s tem izboljša hitrost razgradnje alkanov.
2.2 Izboljšanje razgradnje policikličnih aromatskih ogljikovodikov (PAH)
PAH so zaradi svojih »treh rakotvornih učinkov« (rakogenih, teratogenih in mutagenih) deležni vse večje pozornosti. Številne države so jih uvrstile med prednostna onesnaževala. Študije so pokazale, da je mikrobna razgradnja glavna pot za odstranjevanje PAH iz okolja, njihova razgradljivost pa se zmanjšuje z naraščajočim številom benzenskih obročev: PAH s tremi ali manj obroči se zlahka razgradijo, medtem ko je tiste s štirimi ali več obroči težje razgraditi.
2.3 Odstranjevanje strupenih težkih kovin
Proces onesnaženja tal s strupenimi težkimi kovinami je značilen po prikritosti, stabilnosti in nepovratnosti, zaradi česar je sanacija tal, onesnaženih s težkimi kovinami, dolgoletna raziskovalna tema v akademskih krogih. Trenutne metode za odstranjevanje težkih kovin iz tal vključujejo vitrifikacijo, imobilizacijo/stabilizacijo in termično obdelavo. Čeprav je vitrifikacija tehnično izvedljiva, vključuje precejšnje inženirsko delo in visoke stroške. Procesi imobilizacije so reverzibilni, kar zahteva stalno spremljanje učinkovitosti obdelave po nanosu. Termična obdelava je primerna le za hlapne težke kovine (npr. živo srebro). Posledično so se hitro razvile nizkocenovne biološke metode obdelave. V zadnjih letih so raziskovalci začeli uporabljati ekološko nestrupene biološke površinsko aktivne snovi za sanacijo tal, onesnaženih s težkimi kovinami.
Čas objave: 8. september 2025