生物表面活性劑是由微生物產(chǎn)生的一類具有表面活性的生物化合物,除具有化學(xué)合成表面活性劑的理化特性外,還具有無毒、高效等優(yōu)點,其應(yīng)用前景非常廣闊,并有可能成為化學(xué)合成表面活性劑的替代品或升級換代品。本文概述了近年來在有機污染生物修復(fù)中生物表面活性劑的研究進展,并展望了該技術(shù)的發(fā)展方向。這將為在我國開展該方法的研究和應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
土壤中有機污染物,由于它的持久性和對人體健康的潛在威脅,越來越受到人們的關(guān)注。殘留在土壤中的有機污染物,不僅影響土壤的正常功能,降低土壤環(huán)境質(zhì)量,而且還可以通過生物富集進入食物鏈,危及人體健康。在污染土壤修復(fù)中,微生物修復(fù)技術(shù)與物理、化學(xué)修復(fù)相比具有非破壞性、經(jīng)濟性和安全性的優(yōu)點。使其成為有前途的污染環(huán)境修復(fù)技術(shù)之一。?
由于有機污染物的疏水性、以及污染物可能會被強烈吸附在土壤顆粒表面或進入土壤孔隙,使水溶液中污染物濃度降低,造成微生物和污染物的隔離。由于微生物不能利用極低濃度的污染物,導(dǎo)致污染物的微生物降解停止或減緩。因此,生物修復(fù)中降解有機污染物的決定性的影響因素是污染物的低水溶性,這使其生物可利用性受到限制。但可以通過施加表面?活性劑來增加有機污染物的溶解性,改善難降解有機物的生物可利用性,促進有機污染物降解。化學(xué)表面活性劑,其增溶能力有限,修復(fù)效率較低、成本較高,且易造成表面活性劑的污染。與化學(xué)表面活性劑相比,生物表面活性劑具有更低的毒性,更好的環(huán)境相容性,更低的成本等特點,近來受到了更多的重視,相關(guān)的研究也越來越多。
生物表面活性劑(Biosurfactants)是表面活性劑家族中的后起之秀,它是由微生物所產(chǎn)生的一類具有表面活性的生物大分子物質(zhì),多數(shù)由細(xì)菌、酵母菌、真菌(霉菌)等產(chǎn)生。微生物產(chǎn)生的生物表面活性劑依據(jù)他們的化學(xué)組成和微生物來源可分為糖脂、脂肪、多糖蛋白質(zhì)絡(luò)合物、磷脂和脂肪酸或中性脂等五大類,許多微生物都能分泌出生物表面活性劑(見表1)。生物表面活性劑多為陰離子型,其CMC通常在1~200mg/L之間,其分子質(zhì)量范圍為500~1500Da。?
和傳統(tǒng)的化學(xué)合成的表面活性劑相比,生物表面活性劑有許多明顯的優(yōu)勢:(1)更強的表面和界面活性;(2)對熱的穩(wěn)定性;(3)對離子強度的穩(wěn)定性;(4)生物可降解性;(5)低毒性等。如在萘表面活性劑增溶降解試驗中,菌株Rhodococcus?species?413A分泌的糖脂類生物表面活性劑對降解菌的毒性只有TW-80的一半。由于這些顯著特點,使生物表面活性劑廣泛應(yīng)用,并有可能逐步替代化學(xué)合成的表面活性劑。?