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生物表面活性劑的熱穩定性、化學穩定性良好。例如,地衣芽孢桿菌產生的脂肽在75℃時可以耐熱140h。有些活性劑耐強酸、強堿,例如,0.0-D-海藻糖-6-棒桿霉菌酸脂,在0.1mol/L鹽酸中浸泡70h,僅有10%的糖脂被降解??傊?,生物表面活性劑自身具有生理、藥理、免疫功能,原料來源廣泛,生產工藝簡單,常溫下能夠發生反應。最為重要的是,生物表面活性劑用量少,沒有毒性,可以完全降解,對周圍環境不會造成污染和破壞。正是由于具有上述多方面的性能和特征,因而越來越受到人們重視,在環境工程的應用愈加廣泛。
2生物表面活性劑在環境工程中的應用
2.1有機物降解
為消除土壤中的有機污染物,在土壤處理過程中加入生物表面活性劑,能夠讓污染物分散、增溶、乳化,提高土壤生物的可利用性,促進土壤中的生物盡快降解。尤其是在受到石油污染的土壤處理過程中,適當加入生物表面活性劑有著十分顯著的效果。有研究表明,采用銅綠假單胞菌合成的生物表面活性劑海藻糖脂,在原油污染處理過程中,能提高原油污染降解速度。另外,在土壤微生物體系中加入生物表面活性劑,能縮短油類降解時間,提高降解效果。
2.2油污預處理
在石油加工行業,油污是較為普遍的環境污染問題。并且一旦發生石油污染事件,污染物中往往含有烴類物質,具有一定毒性,造成較為嚴重的環境污染問題。正式處理這些油污之前,為提高處理效果,通常需要采取相應的措施進行油污預處理,也就是將含油的污泥進行脫油處理。日常工作中,經常用微生物代謝后產生的活性劑進行油污處理。這類活性劑的增溶性能良好,在實際使用過程中,能降低烴類物質的強吸附性能,使得烴類物質從油污中分離,降低油泥中的油類物質含油量,達到有效處理油污的目的。
2.3生物修復
在自然界中,微生物的作用是十分巨大的。它可以促進有機物降解,確保生物環境修復順利進行。實際工作中為達到生物修復的目的,可以直接采用發酵液的方式進行修復。通過這種措施的有效應用,不僅可以降低產品純化成本,還能降低分離提取表面活性劑的成本,處理效果佳,成本低,對整個生物修復工作產生重要影響,也有著較為廣闊的應用前景,今后在實際工作中必將得到更為廣泛的應用。
2.4去除重金屬
被油污染的土壤中的重金屬,如果不對其進行有效處理,往往會加重環境污染問題,影響作物生長。有研究表明,用表面活性生物化學物質、鼠李糖脂、槐糖脂的洗滌液沖洗土壤,可去除土壤中100%的鋅,還可以除去土壤中的有機態銅。有研究利用皂角苷去除粘土、沙土、有機質土壤、垃圾焚燒灰中的重金屬,并且效果良好,在實際工作中也逐漸受到重視。另外還可以利用生物表面活性劑去除廢水中的金屬離子,例如,用吸附-浮選法除去工業廢水的Cr6+和Zn2+,用活性劑的茶皂素浮選去除廢水中的鎘離子。不僅操作工藝簡單,而且能取得良好的金屬離子去除效果。
2.5減少農藥污染
在農業領域應用生物表面活性劑,能夠讓殺蟲劑得以均勻分散,并用作有機磷殺蟲劑的配方,有利于降低污染,取得良好效果。銅綠假單孢菌產的表面活性劑能溶解有毒的有機化學物質,使其溶解性得以增大。并在污染物處理過程中,能使六氯聯苯回收率提高31%,滿足實際處理工作需要。研究還表明,枯草芽孢桿菌產的表面活性劑加到α-和β-endosulfan溶液中,能夠將生物降解速率提高30%~40%。并促進其他結構降解,取得更好的處理效果,減少農藥使用所帶來的環境污染問題。
3結論
生物表面活性劑是一類新興表面活性劑,有著自身顯著特點和優勢,適應環境工程需要,在實際工作中應用具有良好效果,為環境保護行業所重視。今后應該進一步加強研究工作,重視技術創新,改進生產工藝,優化底物原料、發酵工藝、下游回收方法等環節。以降低生物表面活性劑的生產成本,進一步提升其綜合性能,促進生物表面活性劑在環境工程中得到更好應用。
作者:王曉蕓 單位:景德鎮市環境科學研究所