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摘 要 生物表面的天然活性劑產(chǎn)物主要由細菌、酵母或真菌組成，它對淡水、海水以及地球的生態(tài)系統(tǒng)的毒性相對其他人工合成表面活性劑較小，由于其相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于環(huán)境工程中。基于此，本文主要對環(huán)境工程中生物表面活性劑的應(yīng)用進行了探討。

關(guān)鍵詞 環(huán)境工程 生物表面活性劑 應(yīng)用

生物表面活性劑的培養(yǎng)需要具備一定的條件，它主要是通過把微生物不斷代謝產(chǎn)生的分泌物作為表面活性材料的主要添加物，生物表面活性劑具有很多產(chǎn)品特征，在使用的過程中，由于自身多樣性的特點加上自身具備一定的自然降解性，使得生物表面活性劑對它的性能給予限制并不受環(huán)節(jié)影響。我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，促使人們對生物材料的需求不斷加大，各行業(yè)加強并提高生物表面活性劑的使用價值和使用效率，在一定程度上能夠加快生物表面活性材料優(yōu)勢的迅速發(fā)展。

一、生物表面活性劑簡述

（一）生物表面活性劑的結(jié)構(gòu)

生物表面活性劑屬于中性兩類分子，極性基團和非極性基團兩種分子都可以在其分子結(jié)構(gòu)中找到。在結(jié)構(gòu)方面親水基團和疏水基團各不相同，前者是由離子或非離子兩種形式的單糖、二糖、多糖、羧基、氨基或肽鏈組成，后者則是由不飽和或飽和以及帶羥基的幾種脂肪酸組成。親水和疏水部分對于分子量較大的生物表面活性劑分子可以表現(xiàn)出不同的分子組成，例如：蛋白質(zhì)、多糖復(fù)合物等等。生物表面活性劑的分子層在兩相界面進行定向排列，一方面可以減低界面的能量，另一方面對表面的張力也有所減小，一般可以減小到30mN/m。它的這種特性對界面流變學(xué)特性以及兩相間物質(zhì)的傳遞具起到關(guān)鍵性的作用。

（二）生物表面活性劑的優(yōu)越性

生物表面活性劑相比其他化學(xué)合成的表面活性劑具有以下優(yōu)越性：（1）天然活性產(chǎn)物使其自身在生理、藥理和免疫等多方面具有一定功能;（2）經(jīng)過兩者化學(xué)結(jié)構(gòu)的對比，生物表面活性劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為龐雜性，其中單個分子需要的空間更大，為此其臨界膠束的濃度相對較低;（3）在原料和生產(chǎn)工藝方面相對簡單，無需特殊條件，常溫常壓下就可發(fā)生反應(yīng)，生活中常見的、易加工的天然物質(zhì)是生物表面活性劑的主要原料;（4）在生產(chǎn)方面人工合成的活性劑無法對具有特殊結(jié)構(gòu)和大分子進行化學(xué)合成，從而誤發(fā)引入新的化學(xué)基團;（5）最為重要的一點是生物表面活性劑在使用上具有環(huán)保性，所用劑量少、無毒、自身必備降解性，對環(huán)境不會造成破壞和污染。

二、生物表面活性劑的實驗室研究步驟

據(jù)了解，我國對生物表面活性劑的研究主要是實驗室研究，一般來說確定一株表面活性劑菌株需要以下三個步驟：（1）生產(chǎn)。對表面活性劑的菌株的選擇實驗室一般都是從油烴類疏水性難降解有機物污染的土壤和油泥或者含油廢水中進行選擇，主要是考慮到活性劑的增溶性和分散作用，能增加難溶烴類化合物在水中以及乳化油類的溶解度。要得到可能含有產(chǎn)表面活性劑的菌種還需要事先對其他菌種進行富集、純化培養(yǎng)。（2）檢驗。首先在測定發(fā)酵液是否含有表面活性劑之前，分別測定純化后的微生物菌落發(fā)酵液的排油圈、表面張力以及臨界膠束濃度;其次，通過顯色試驗和薄層色譜分析對表面活性劑進行分類，為了進一步對能產(chǎn)表面活性劑菌株的確定，還需要對菌種進行現(xiàn)代分子生物學(xué)鑒定。（3）分析。為了選出最優(yōu)菌株，需要對生物表面活性劑進行乳化性能試驗、泡沫性能試驗等一系列的性能分析。

三、生物表面活性劑在環(huán)境工程中的應(yīng)用

（一）在廢水處理工藝中的應(yīng)用

通常用生物法進行廢水處理之前需要預(yù)先對廢水中的重金屬離子給予處理，以防重金屬離子對活性污泥中的微生物菌群產(chǎn)生抑制或毒害現(xiàn)象。據(jù)試驗顯示，用氫氧化物沉淀法去除廢水中的重金屬離子效果并不理想，主要是氫氧化物的溶解度在一定程度上影響了沉淀效率;由于浮選捕收劑（如化學(xué)合成表面活性劑十二烷基磺酸鈉）在后續(xù)處理過程中很難降解，因此在廢水進行預(yù)處理時采用浮選法容易產(chǎn)生二次污染被大家所否定。

（二）減少農(nóng)藥污染

生物表面活性劑無毒、無污染，將其推廣應(yīng)用到農(nóng)業(yè)中可以大大減少農(nóng)藥對生態(tài)的污染。不僅如此，生物表面活性劑對殺蟲劑的均勻分散具有較高的應(yīng)用價值。其自身的多樣性特征可作為配方使其可溶于一些較為難溶有機磷殺蟲劑。在殺蟲劑硫磷中芽孢標菌的兩個菌株可作為穩(wěn)定乳化劑，他們產(chǎn)生的一種糖脂肽類物質(zhì)對有機磷殺蟲劑中的不相溶的液體可以進行乳化作用，對其他固體有機磷、有機氯殺蟲劑以及碳氫化合物三個則表現(xiàn)不出效果。據(jù)有調(diào)查，銅綠假單孢菌可以產(chǎn)出一種對有毒有機化學(xué)物質(zhì)能溶解的表面活性劑，提高溶解度可以有效地對污物中的六氯聯(lián)苯進行回收。另外，將枯草芽孢桿菌MTCC2423產(chǎn)的表面活性劑（400Lg/ml）添加到含A-和B-endosulfan的溶液中可不僅能提高生物的降解速度，而且還能促使殘余的endosulfan進行降解。

（三）油泥預(yù)處理

石油屬于烴類物質(zhì)對微生物具有一定的危害性，在石油開采、貯運、煉制以及加工過程中，由于事故、不正常的操作和檢修難免造成一些含油污泥，需要預(yù)先利用微生物代謝的表面活性劑對油泥進行脫油處理。通過表面活性劑的增溶作用降低強吸附性，從而將有機物從土壤中脫離出來，這種方法在一定程度上不僅減輕了處理的負擔，而且使可生物的利用性也得到有效的提高。

四、結(jié)束語

生物表面活性劑與化學(xué)表面活性劑相比具有一定的優(yōu)越性，這種新型的表面活性劑被廣大工業(yè)界和環(huán)保界所重視。然而由于其生產(chǎn)成本整體偏高，在應(yīng)用方面受到一定限制。目前，如何降低生物表面活性劑的生產(chǎn)成本是我們共同關(guān)注和研究的問題，生產(chǎn)成本的降低對工業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展具有深遠意義。

參考文獻：

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