Många kemiskt syntetiserade tensider skadar den ekologiska miljön på grund av deras dåliga biologiska nedbrytbarhet, toxicitet och tendens att ackumuleras i ekosystem. Däremot är biologiska tensider – som kännetecknas av enkel biologisk nedbrytbarhet och icke-toxicitet för ekologiska system – bättre lämpade för föroreningskontroll inom miljöteknik. De kan till exempel fungera som flotationsuppsamlare i avloppsreningsprocesser, adsorbera på laddade kolloidala partiklar för att avlägsna giftiga metalljoner, eller appliceras för att sanera platser som är förorenade av organiska föreningar och tungmetaller.
1. Tillämpningar inom avloppsreningsprocesser
Vid biologisk behandling av avloppsvatten hämmar eller förgiftar tungmetalljoner ofta mikrobiella samhällen i aktivt slam. Därför är förbehandling avgörande när biologiska metoder används för att behandla avloppsvatten som innehåller tungmetalljoner. För närvarande används hydroxidfällningsmetoden ofta för att avlägsna tungmetalljoner från avloppsvatten, men dess utfällningseffektivitet begränsas av hydroxidernas löslighet, vilket resulterar i suboptimala praktiska effekter. Flotationsmetoder, å andra sidan, är ofta begränsade på grund av användningen av flotationskollektorer (t.ex. det kemiskt syntetiserade tensiden natriumdodecylsulfat) som är svåra att bryta ner i efterföljande behandlingssteg, vilket leder till sekundär förorening. Följaktligen finns det ett behov av att utveckla alternativ som är både lätt biologiskt nedbrytbara och miljövänliga – och biologiska tensider har just dessa fördelar.
2. Tillämpningar inom bioremediering
I processen att använda mikroorganismer för att katalysera nedbrytningen av organiska föroreningar och därigenom sanera förorenade miljöer, erbjuder biologiska tensider betydande potential för bioremediering på plats av organiskt förorenade platser. Detta beror på att de kan användas direkt från fermenteringsbuljonger, vilket eliminerar kostnaderna för separation, extraktion och produktrening av tensider.
2.1 Förbättrad nedbrytning av alkaner
Alkaner är de primära komponenterna i petroleum. Under petroleumprospektering, utvinning, transport, bearbetning och lagring förorenar oundvikliga petroleumutsläpp mark och grundvatten. För att påskynda nedbrytningen av alkaner kan tillsats av biologiska tensider förbättra hydrofiliciteten och biologiska nedbrytbarheten hos hydrofoba föreningar, öka mikrobiella populationer och därigenom förbättra nedbrytningshastigheten för alkaner.
2.2 Förbättrad nedbrytning av polycykliska aromatiska kolväten (PAH).
PAH har fått allt större uppmärksamhet på grund av sina "tre cancerframkallande effekter" (cancerframkallande, teratogena och mutagena). Många länder har klassificerat dem som prioriterade föroreningar. Studier har visat att mikrobiell nedbrytning är den primära vägen för att avlägsna PAH från miljön, och deras nedbrytbarhet minskar när antalet bensenringar ökar: PAH med tre eller färre ringar bryts lätt ner, medan de med fyra eller fler ringar är svårare att bryta ner.
2.3 Avlägsnande av giftiga tungmetaller
Kontamineringsprocessen av giftiga tungmetaller i jord kännetecknas av dolning, stabilitet och irreversibilitet, vilket gör sanering av tungmetallförorenad jord till ett långvarigt forskningsfokus inom den akademiska världen. Nuvarande metoder för att avlägsna tungmetaller från jord inkluderar förglasning, immobilisering/stabilisering och termisk behandling. Även om förglasning är tekniskt genomförbart innebär det betydande ingenjörsarbete och höga kostnader. Immobiliseringsprocesser är reversibla, vilket kräver kontinuerlig övervakning av behandlingseffektiviteten efter applicering. Termisk behandling är endast lämplig för flyktiga tungmetaller (t.ex. kvicksilver). Som ett resultat har billiga biologiska behandlingsmetoder sett en snabb utveckling. Under senare år har forskare börjat använda ekologiskt giftfria biologiska tensider för att sanera tungmetallförorenad jord.
Publiceringstid: 8 september 2025