పర్యావరణ ఇంజనీరింగ్‌లో బయోసర్ఫ్యాక్టెంట్ల అనువర్తనాలు ఏమిటి?

రసాయనికంగా సంశ్లేషణ చేయబడిన అనేక సర్ఫ్యాక్టెంట్లు వాటి పేలవమైన బయోడిగ్రేడబిలిటీ, విషపూరితం మరియు పర్యావరణ వ్యవస్థలలో పేరుకుపోయే ధోరణి కారణంగా పర్యావరణ వాతావరణాన్ని దెబ్బతీస్తాయి. దీనికి విరుద్ధంగా, బయోలాజికల్ సర్ఫ్యాక్టెంట్లు - సులభంగా బయోడిగ్రేడబిలిటీ మరియు పర్యావరణ వ్యవస్థలకు విషపూరితం కాని లక్షణం కలిగి ఉంటాయి - పర్యావరణ ఇంజనీరింగ్‌లో కాలుష్య నియంత్రణకు బాగా సరిపోతాయి. ఉదాహరణకు, అవి వ్యర్థజల శుద్ధి ప్రక్రియలలో ఫ్లోటేషన్ కలెక్టర్లుగా పనిచేస్తాయి, విషపూరిత లోహ అయాన్లను తొలగించడానికి చార్జ్డ్ కొల్లాయిడల్ కణాలపై శోషించబడతాయి లేదా సేంద్రీయ సమ్మేళనాలు మరియు భారీ లోహాల ద్వారా కలుషితమైన ప్రదేశాలను సరిచేయడానికి వర్తించబడతాయి.

1. మురుగునీటి శుద్ధి ప్రక్రియలలో అనువర్తనాలు​

జీవశాస్త్రపరంగా వ్యర్థ జలాలను శుద్ధి చేసేటప్పుడు, భారీ లోహ అయాన్లు తరచుగా ఉత్తేజిత బురదలో సూక్ష్మజీవుల సంఘాలను నిరోధిస్తాయి లేదా విషపూరితం చేస్తాయి. అందువల్ల, భారీ లోహ అయాన్లను కలిగి ఉన్న వ్యర్థ జలాలను శుద్ధి చేయడానికి జీవ పద్ధతులను ఉపయోగించినప్పుడు ముందస్తు చికిత్స అవసరం. ప్రస్తుతం, హైడ్రాక్సైడ్ అవక్షేపణ పద్ధతిని సాధారణంగా వ్యర్థ జలాల నుండి భారీ లోహ అయాన్లను తొలగించడానికి ఉపయోగిస్తారు, కానీ దాని అవక్షేపణ సామర్థ్యం హైడ్రాక్సైడ్ల ద్రావణీయత ద్వారా పరిమితం చేయబడింది, ఫలితంగా ఉప-ఆప్టిమల్ ఆచరణాత్మక ప్రభావాలు ఏర్పడతాయి. మరోవైపు, ఫ్లోటేషన్ పద్ధతులు తరచుగా ఫ్లోటేషన్ కలెక్టర్ల వాడకం కారణంగా పరిమితం చేయబడతాయి (ఉదా., రసాయనికంగా సంశ్లేషణ చేయబడిన సర్ఫ్యాక్టెంట్ సోడియం డోడెసిల్ సల్ఫేట్) ఇవి తదుపరి చికిత్స దశలలో క్షీణించడం కష్టం, ఇది ద్వితీయ కాలుష్యానికి దారితీస్తుంది. తత్ఫలితంగా, సులభంగా జీవఅధోకరణం చెందగల మరియు పర్యావరణపరంగా విషరహితమైన ప్రత్యామ్నాయాలను అభివృద్ధి చేయవలసిన అవసరం ఉంది - మరియు జీవసంబంధమైన సర్ఫ్యాక్టెంట్లు ఖచ్చితంగా ఈ ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటాయి.

2. బయోరిమిడియేషన్‌లో అప్లికేషన్లు​

సేంద్రీయ కాలుష్య కారకాల క్షీణతను ఉత్ప్రేరకపరచడానికి మరియు తద్వారా కలుషితమైన వాతావరణాలను సరిదిద్దడానికి సూక్ష్మజీవులను ఉపయోగించే ప్రక్రియలో, బయోలాజికల్ సర్ఫ్యాక్టెంట్లు సేంద్రీయంగా కలుషితమైన ప్రదేశాల ఆన్-సైట్ బయోరెమిడియేషన్‌కు గణనీయమైన సామర్థ్యాన్ని అందిస్తాయి. ఎందుకంటే వాటిని కిణ్వ ప్రక్రియ రసం నుండి నేరుగా ఉపయోగించవచ్చు, సర్ఫ్యాక్టెంట్ విభజన, వెలికితీత మరియు ఉత్పత్తి శుద్దీకరణకు సంబంధించిన ఖర్చులను తొలగిస్తుంది.

2.1 ఆల్కేన్ల క్షీణతను పెంచడం​

పెట్రోలియం యొక్క ప్రాథమిక భాగాలు ఆల్కేన్లు. పెట్రోలియం అన్వేషణ, వెలికితీత, రవాణా, ప్రాసెసింగ్ మరియు నిల్వ సమయంలో, అనివార్యమైన పెట్రోలియం ఉత్సర్గాలు నేల మరియు భూగర్భ జలాలను కలుషితం చేస్తాయి. ఆల్కేన్ క్షీణతను వేగవంతం చేయడానికి, జీవసంబంధమైన సర్ఫ్యాక్టెంట్లను జోడించడం వలన హైడ్రోఫోబిక్ సమ్మేళనాల హైడ్రోఫిలిసిటీ మరియు జీవఅధోకరణ సామర్థ్యాన్ని పెంచవచ్చు, సూక్ష్మజీవుల జనాభాను పెంచుతుంది మరియు తద్వారా ఆల్కేన్ల క్షీణత రేటును మెరుగుపరుస్తుంది.

2.2 పాలీసైక్లిక్ ఆరోమాటిక్ హైడ్రోకార్బన్‌ల (PAHలు) క్షీణతను మెరుగుపరచడం​

PAHలు వాటి "మూడు క్యాన్సర్ కారక ప్రభావాలు" (క్యాన్సర్ కారక, టెరాటోజెనిక్ మరియు మ్యూటాజెనిక్) కారణంగా పెరుగుతున్న దృష్టిని ఆకర్షించాయి. అనేక దేశాలు వాటిని ప్రాధాన్యత కాలుష్య కారకాలుగా వర్గీకరించాయి. పర్యావరణం నుండి PAHలను తొలగించడానికి సూక్ష్మజీవుల క్షీణత ప్రాథమిక మార్గం అని అధ్యయనాలు చూపించాయి మరియు బెంజీన్ రింగుల సంఖ్య పెరిగేకొద్దీ వాటి అధోకరణ సామర్థ్యం తగ్గుతుంది: మూడు లేదా అంతకంటే తక్కువ రింగులు ఉన్న PAHలు సులభంగా అధోకరణం చెందుతాయి, అయితే నాలుగు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ రింగులు ఉన్నవి విచ్ఛిన్నం చేయడం మరింత సవాలుగా ఉంటుంది.

2.3 విషపూరిత భారీ లోహాలను తొలగించడం​

మట్టిలో విషపూరిత భారీ లోహాల కాలుష్య ప్రక్రియ దాచడం, స్థిరత్వం మరియు తిరిగి మార్చలేని లక్షణాల ద్వారా వర్గీకరించబడుతుంది, దీని వలన భారీ లోహాలతో కలుషితమైన నేలను సరిదిద్దడం విద్యారంగంలో దీర్ఘకాలిక పరిశోధనా కేంద్రంగా మారింది. నేల నుండి భారీ లోహాలను తొలగించడానికి ప్రస్తుత పద్ధతుల్లో విట్రిఫికేషన్, స్థిరీకరణ/స్థిరీకరణ మరియు ఉష్ణ చికిత్స ఉన్నాయి. విట్రిఫికేషన్ సాంకేతికంగా సాధ్యమే అయినప్పటికీ, దీనికి గణనీయమైన ఇంజనీరింగ్ పని మరియు అధిక ఖర్చులు ఉంటాయి. స్థిరీకరణ ప్రక్రియలు రివర్సబుల్, అప్లికేషన్ తర్వాత చికిత్స సామర్థ్యాన్ని నిరంతరం పర్యవేక్షించడం అవసరం. ఉష్ణ చికిత్స అస్థిర భారీ లోహాలకు (ఉదాహరణకు, పాదరసం) మాత్రమే అనుకూలంగా ఉంటుంది. ఫలితంగా, తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన జీవ చికిత్సా పద్ధతులు వేగంగా అభివృద్ధి చెందాయి. ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, పరిశోధకులు భారీ లోహాలతో కలుషితమైన నేలను సరిదిద్దడానికి పర్యావరణపరంగా విషరహిత జీవ సర్ఫ్యాక్టెంట్‌లను ఉపయోగించడం ప్రారంభించారు.