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生物表面活性剂的热稳定性、化学稳定性良好。例如,地衣芽孢杆菌产生的脂肽在75℃时可以耐热140h。有些活性剂耐强酸、强碱,例如,0.0-D-海藻糖-6-棒杆霉菌酸脂,在0.1mol/L盐酸中浸泡70h,仅有10%的糖脂被降解。总之,生物表面活性剂自身具有生理、药理、免疫功能,原料来源广泛,生产工艺简单,常温下能够发生反应。最为重要的是,生物表面活性剂用量少,没有毒性,可以完全降解,对周围环境不会造成污染和破坏。正是由于具有上述多方面的性能和特征,因而越来越受到人们重视,在环境工程的应用愈加广泛。
2生物表面活性剂在环境工程中的应用
2.1有机物降解
为消除土壤中的有机污染物,在土壤处理过程中加入生物表面活性剂,能够让污染物分散、增溶、乳化,提高土壤生物的可利用性,促进土壤中的生物尽快降解。尤其是在受到石油污染的土壤处理过程中,适当加入生物表面活性剂有着十分显著的效果。有研究表明,采用铜绿假单胞菌合成的生物表面活性剂海藻糖脂,在原油污染处理过程中,能提高原油污染降解速度。另外,在土壤微生物体系中加入生物表面活性剂,能缩短油类降解时间,提高降解效果。
2.2油污预处理
在石油加工行业,油污是较为普遍的环境污染问题。并且一旦发生石油污染事件,污染物中往往含有烃类物质,具有一定毒性,造成较为严重的环境污染问题。正式处理这些油污之前,为提高处理效果,通常需要采取相应的措施进行油污预处理,也就是将含油的污泥进行脱油处理。日常工作中,经常用微生物代谢后产生的活性剂进行油污处理。这类活性剂的增溶性能良好,在实际使用过程中,能降低烃类物质的强吸附性能,使得烃类物质从油污中分离,降低油泥中的油类物质含油量,达到有效处理油污的目的。
2.3生物修复
在自然界中,微生物的作用是十分巨大的。它可以促进有机物降解,确保生物环境修复顺利进行。实际工作中为达到生物修复的目的,可以直接采用发酵液的方式进行修复。通过这种措施的有效应用,不仅可以降低产品纯化成本,还能降低分离提取表面活性剂的成本,处理效果佳,成本低,对整个生物修复工作产生重要影响,也有着较为广阔的应用前景,今后在实际工作中必将得到更为广泛的应用。
2.4去除重金属
被油污染的土壤中的重金属,如果不对其进行有效处理,往往会加重环境污染问题,影响作物生长。有研究表明,用表面活性生物化学物质、鼠李糖脂、槐糖脂的洗涤液冲洗土壤,可去除土壤中100%的锌,还可以除去土壤中的有机态铜。有研究利用皂角苷去除粘土、沙土、有机质土壤、垃圾焚烧灰中的重金属,并且效果良好,在实际工作中也逐渐受到重视。另外还可以利用生物表面活性剂去除废水中的金属离子,例如,用吸附-浮选法除去工业废水的Cr6+和Zn2+,用活性剂的茶皂素浮选去除废水中的镉离子。不仅操作工艺简单,而且能取得良好的金属离子去除效果。
2.5减少农药污染
在农业领域应用生物表面活性剂,能够让杀虫剂得以均匀分散,并用作有机磷杀虫剂的配方,有利于降低污染,取得良好效果。铜绿假单孢菌产的表面活性剂能溶解有毒的有机化学物质,使其溶解性得以增大。并在污染物处理过程中,能使六氯联苯回收率提高31%,满足实际处理工作需要。研究还表明,枯草芽孢杆菌产的表面活性剂加到α-和β-endosulfan溶液中,能够将生物降解速率提高30%~40%。并促进其他结构降解,取得更好的处理效果,减少农药使用所带来的环境污染问题。
3结论
生物表面活性剂是一类新兴表面活性剂,有着自身显著特点和优势,适应环境工程需要,在实际工作中应用具有良好效果,为环境保护行业所重视。今后应该进一步加强研究工作,重视技术创新,改进生产工艺,优化底物原料、发酵工艺、下游回收方法等环节。以降低生物表面活性剂的生产成本,进一步提升其综合性能,促进生物表面活性剂在环境工程中得到更好应用。
作者:王晓芸 单位:景德镇市环境科学研究所