解析環(huán)境工程中生物表面活性劑的應用

1、<p>　　解析環(huán)境工程中生物表面活性劑的應用</p><p>　　摘要：生物表面活性劑是近年來新興的一類表面活性劑，它具有化學表面活性劑不可替代的優(yōu)勢，因此，更適合應用到環(huán)境工程中。但是，由于生產(chǎn)生物表面活性劑的成本非常高，所以，從目前的情況來看并不適宜大量投入生產(chǎn)。本文主要對環(huán)境工程中生物表面活性劑的應用進行了分析探討。 </p><p>　　關鍵詞：生物表面活性劑；環(huán)境工程

2、；應用 </p><p>　　中圖分類號：P642文獻標識碼： A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　市面上許多表面性質(zhì)良好的化學表面活性劑存在著一些弊端，不是使用成本太高，就是使用量過大的，最重要的一點是它會帶來一定程度的污染。隨著現(xiàn)代生物技術的迅猛發(fā)展，生物表面活性劑行業(yè)也逐步步入人們的視線中，并有趕超化學合

3、成表面活性劑的勢頭。生物表面活性劑日益突顯自身不同于化學合成表面活性劑的優(yōu)勢，使得人們將焦點逐漸轉(zhuǎn)向探索研究它在環(huán)境工程應用方面的價值，通過研究表明，生物表面活性劑在重金屬污染和水體、土壤等修復方面具有良好的應用價值。 </p><p>　　一、環(huán)境工程中生物表面活性劑應用概述 </p><p>　　生物表面活性劑是微生物在一定的條件之下培養(yǎng)而成的,這種產(chǎn)品主要是以其在不斷代謝過程中所產(chǎn)生

4、的分泌物來作為表面活性材料的添加物,生物表面活性劑與其他傳統(tǒng)的化學活性劑相比較而言,有著更大的優(yōu)勢,并且自身具有較多的個性化特征,也就是產(chǎn)品特性,例如在使用生物表面活性劑的過程中,由于其自身所擁有的自然降解性以及結(jié)構(gòu)多樣性的特點,能夠使得生物表面活性劑不受環(huán)節(jié)的影響以及限制其性能。以往在進行表面活性劑生產(chǎn)發(fā)展的過程中,都是使用的傳統(tǒng)化學活性劑的生產(chǎn)方式,這種材質(zhì)的活性劑生產(chǎn)過程中受到原材料以及原材料價格的影響,嚴重影響了實際運作過程中的

5、產(chǎn)品性能,并且在不斷生產(chǎn)的過程中,極大的危害了自然環(huán)境,造成了對自然界污染,這些現(xiàn)象都促使了人們對于健康生產(chǎn)、綠色生產(chǎn)的重視程度。特別是近幾十年來,隨著改革開放,社會不斷的發(fā)展進步,其整體呈現(xiàn)出了平穩(wěn)的發(fā)展態(tài)勢,人們開始不斷追求生活水平的提高，增強了注重身體健康以及環(huán)境健康的意識,這些情況都促使了生物表面活性劑的誕生,并且這種材料所能夠應用的范圍也是極廣的。現(xiàn)目前,我國在生物表面活性劑上的研究還處在一個較為初級的狀態(tài),并且對生物表面活性

6、劑的應用范圍也較小,但隨著近幾</p><p>　　二、表面活性劑的特點及其優(yōu)越性 </p><p>　　1、表面活性劑的結(jié)構(gòu)特點 </p><p>　?。?）雙親性表面活性劑的分子結(jié)構(gòu)具有不對稱的極性的特點，分子中同時含有親水性的極性基團和親油性的非極性基團—親水基和親油基，因此，表面活性劑具有既親水又親油的雙親性。（2）溶解性表面活性劑至少應溶人液相中的某一相。

7、（3）表面吸附表面活性劑的溶解，使溶液表面自由能降低，產(chǎn)生表面吸附，在達到平衡時，表面活性劑在界面上的濃度大于溶液整體中的濃度。（4）界面定向吸附在界面上的表面活性劑分子，定向排列成分子膜，覆蓋于界面上。（5）形成膠束，當表面活性劑在溶劑中的濃度達到一定值時，其分子會產(chǎn)生聚集生成膠束，這一濃度的極限值稱為臨界膠束濃度(簡稱CMC)。（6）多功能性表面活性劑在其溶液中顯示多種復合功能，如清洗、發(fā)泡、潤濕、乳化、增溶、分散等。 </p

8、><p>　　2、生物表面活性劑 </p><p>　　生物表面活性劑和傳統(tǒng)化學合成表面活性劑相比，生物表面活性劑具有以下優(yōu)點：（1）較低的表面張力和界面張力。（2）耐溫性，有些生物表面活性劑在90℃的高溫下仍能保持其表面活性。（3）耐鹽性，鹽溶液中不易鹽析。（4）可生物降解性，生物表面活性劑在水體和土壤中容易降解。（5）環(huán)境友好性，不對環(huán)境產(chǎn)生污染和破壞。（6）可原位合成，因而可以大大降低使

9、用成本。（7）生產(chǎn)工藝簡單，常溫常壓下即可發(fā)生反應。（8）生產(chǎn)原料來源廣闊、價廉，可以利用工業(yè)廢料和農(nóng)副產(chǎn)品為原料，生產(chǎn)過程對環(huán)境不產(chǎn)生危害。 </p><p>　　3、綠色表面活性劑 </p><p>　　綠色表面活性劑是由天然的或可再生資源加工而成的，即具有天然性、溫和性、刺激性小等優(yōu)良特點。同傳統(tǒng)表面活性劑一樣，綠色表面活性劑具有親水基和憎水基。與傳統(tǒng)表面活性劑相比，綠色表面活性劑具

10、有高效強力去污性、優(yōu)良的配伍性及良好的環(huán)境相容性，并表現(xiàn)出良好的乳化性、洗滌性、增溶性、潤濕性、溶解性和穩(wěn)定性等。除此以外，每一種綠色表面活性劑都具有其特有的性能，如a一磺基脂肪酸酷鹽(MEC)在低濃度下就具有表面活性、耐硬水，單烷基麟酸醋具有優(yōu)良的起泡乳化勝、抗靜電性能以及特有的皮膚親和性。 </p><p>　　三、生物表面活性劑的提取 </p><p>　　在對發(fā)酵產(chǎn)物進行提取的過程

11、中,也就是對下游進行處理,所使用的費用在總的費用比例中占到了60%,這是生物表面活性劑在進行商業(yè)化過程中的所存在的一個主要難題。對生物表面活性劑中生物最佳發(fā)酵的提取操作方法,隨著物理化學所存在的性質(zhì)不同而有所不同。通常來說,通過溶劑來進行萃取是一種最為常見的生物提取手段,利用甲基—叔丁基醚來萃取紅球菌,從而生產(chǎn)出生物的表面活性劑,這個過程中可以得到較高的提取產(chǎn)率,也就是一升10mg。 </p><p>　　四、生

12、物表面活性劑在環(huán)境工程中的應用 </p><p>　　1、對含油的污泥進行預處理 </p><p>　　石油工業(yè)在運作的過程中容易由于操作不當而帶來一些含油的污泥。由于這類污泥中含有烴類物質(zhì)，這些物質(zhì)對于微生物來說具有較強的毒性，因此，在使用微生物處理油泥的前期需要先進行油泥預處理工作，簡單來說，就是將含油的污泥進行脫油處理。我們通常都是利用微生物代謝后產(chǎn)生的活性劑來處理含油的污泥，由于微

13、生物代謝產(chǎn)生的表面活性劑具有很強的增溶性能，因此，可以降低烴類物質(zhì)的強吸附性，這樣就能將烴類物質(zhì)從污泥中分離出來，能夠有效的降低油泥中油類的含量。 </p><p>　　2、有效的促進重金屬的去除 </p><p>　?。?）可以直接萃取得到重金屬；（2）有效活化土壤中存在的重金屬。植物在進行自我修復的過程中，土壤內(nèi)含有的重金屬起到的作用并不大，為了有效利用土壤中重金屬的效能來提高植物自我

14、修復的效率，可以利用生物表面活性劑來活化土壤內(nèi)的重金屬；（3）重金屬離子浮選。表面活性劑在金屬含量較低的離子浮選過程中扮演了兩個角色，其一是作為起泡劑；其二則是作為捕收劑。（4）通過增強反應底物的親水性來達到促進重金屬去除的目的。 </p><p>　　3、在生物修復中的應用 </p><p>　　微生物能夠促進有機污染物的降解，有利于修復生態(tài)環(huán)境，在這一過程中我們可以直接使用發(fā)酵液，不僅

15、能有效的降低產(chǎn)品純化的成本，而且也能降低分離提取表面活性劑的成本，因此，生物表面活性劑在生物修復這方面有著極廣闊的應用前景。 </p><p>　　4、有效促進疏水性有機物的降解 </p><p>　　難降解的有機污染物不能直接使用生物降解法來處理，這不僅是因為難降解的有機污染物水溶性很低，而且它的吸附性也是非常強的。水溶性低也就意味著微生物很難附著到有機污染物上。由于烴類的降解酶一般都存

16、在于細胞內(nèi)或者細胞質(zhì)膜，這就使得烴類底物只有通過外層親水細胞壁進入細胞內(nèi)部后，才能被烴類降解酶代謝。如果使用生物表面活性劑則可以解決這兩個難題，因為它能夠很好的促進疏水性有機物的降解。 </p><p><b>　　結(jié)束語 </b></p><p>　　生物表面所存在的活性劑是最近幾年來隨著科技水平的提高,才逐漸發(fā)展起來的活性劑,這類活性劑自身有著降低表面張力的功能,

17、并且生物表面活性劑對于自然環(huán)境沒有任何害處,自身的降解能力極強,所有的物質(zhì)都是屬于天然的添加劑。生物表面活性劑目前僅僅是在一些環(huán)境工程和石油工業(yè)中得到了廣泛的應用,但由于生物表面活性劑性能突出,隨著科學技術的不斷發(fā)展,生物活性劑的制造成本必然會逐漸降低到普通消費者能夠承受的水平,這類活性劑會被越來越多的使用在醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)、食品生產(chǎn)工業(yè)、精細化工業(yè),活性劑將與我們的日常生活緊密聯(lián)系起來。 </p><p><

18、b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]胡曉玥,李多松.表面活性劑的應用及其對環(huán)境的影響[J].北方環(huán)境.2011(06). </p><p>　　[2]馬愛青,陳連喜,包木太.表面活性劑對原油生物降解的強化作用[J].油田化學.2011(02). </p><p>　　[3]韓雙艷,任昌瓊,林影.生物表面活性劑的生產(chǎn)與應用[J].中