生物表面活性劑在環境生物工程中的應用

王爍銘

摘 要：生物表面活性劑作為一種在特殊條件下對微生物進行培養所產生的代謝物，在科學技術的發展更新中逐漸顯現出了其良好的環保功效，在當前的環境生物工程中對于合成活性劑有著更為明顯的應用優勢。本文將結合筆者的學習心得與資料查閱，對生物表面活性劑在環境生物工程中的應用優勢進行分析，并對其在環境生物工程中的具體應用予以介紹，同時對其應用發展前景提出了自己的看法。

關鍵詞：生物表面活性劑；環境生物工程；應用

中圖分類號：X17 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）24-0018-02

近年來，生態環境在化學物品的侵擾下遭到了較為嚴重的破壞，對人們的生活造成了二類的影響，隨著生活質量的不斷提升，人們對生態平衡與環境保護問題逐漸提高關注度，我國也逐漸開始利用生物表面活性劑去解決一定的環境問題，通過在環境生物工程中的應用，在改善環境問題方面取得了一定成果。從筆者所查閱到的資料來看，當前我國應用生物表面活性劑尚處于初始發展階段，而隨著技術的不斷更新進步，生物表面活性劑的應用范圍也在逐步拓寬，環境生物工程所帶來的經濟效益與社會效益也逐漸顯現出來。

1 生物表面活性劑的概述

通常來講，生物表面活性劑指的是由天然微生物或是動植物、天然表面菌群所生成的一種活性調節物質[1]。生物表面活性劑在治理污染與生物補救方面有著良好的應用效果，許多緊急生態污染事故處理過程中，都大量應用了生物表面活性劑，結合現場情況，采用專業手法去實現對事故現場的綜合治理。此外，對生物表面活性劑進行提純之后，其抗污染性能會進一步提升，值得注意的是，不同的生物表面活性劑配方對不同有機溶解物質的溶解度有所不同。生物表面活性劑有著非常多的種類，究其共性會發現其均具有能夠作用于大氣、水資源以及污染源固體資源的天然化合物。

2 生物表面活性劑在環境生物工程中的應用優勢

利用生物表面活性劑的天然組成成分，再加上人工的提升技術與配方，能夠有效加速烴類物質與有機污染物的降解過程中。生物表面活性劑在環境生物工程中的應用優勢有以下幾點：

2.1 生物處理成本低廉

當前，在人類的生產活動中所造成的環境污染問題日益加劇，在發生的許多緊急環境安全事故處理當中，通常會花費大量的人力、物力與財力。而生物表面活性劑的研制，主要是為了設計出一種價格低廉且使用門檻也低的生物補救技術，是解決緊急環境問題的不二之選。正是因為其成本低廉、操作簡便，所取得的處理效果較為明顯，所以在環境生物工程中有著明顯的應用優勢。

2.2 生物處理效益較高

生物表面活性劑使用的是現場接種微生物技術，在處理污染物質與工業廢料方面都有著不錯的適用性，再加上生物表面活性劑技術有著非常高的處理效率，近年來國家上都加強了對天然生物活性劑的研發，取得了長足的進步。隨著人們生活質量的提升，對于環境污染問題重視度更高，生物表面活性劑所研發的系列產品雖然能夠在短時間內解決環境污染問題，在其發展道路仍然需要穩扎穩打。

2.3 生物補救技術對環境生物污染工程的有效處理

在生態環境不斷遭受污染破壞的形勢下，人們逐漸認識到了生物補救技術與環境生物污染之間的聯系，而具體的處理過程離不開生物表面活性劑的應用，憑借生物與合成表面的活性成分，有效地增加憎水化合物、親水化合物之間轉化的生物可利用性。

3 生物表面活性劑在環境生物工程中的具體應用

3.1 污水處理

在廢水處理的具體過程當中，采用的生物方法主要是應用活性污泥微生物菌群去有效去除廢水中的重金屬例子，并且中和污水當中的毒性元素，進而達到污水預處理的目的。然而從目前的污水處理實際情況來看，為處理掉污水中的重金屬離子所廣泛采用的方法為氫氧化物沉淀法，憑借氫氧化物降低的溶解度去除污水中的重金屬離子，不過從實際的應用效果來看，并沒有取得良好的預期效果。此外，人們還嘗試過用浮選法去處理污水，但這種污水處理方法極易造成水源的再度污染，同樣不適用。為應用生物表面活性劑去進行污水處理，能夠取得良好的處理效果，能夠有效去除污水中的重金屬離子。不過，根據筆者的資料翻閱實際情況來看，相關研究仍然較少，所幸該種方法已逐漸受到了人們的重視。

3.2 生物修復

為有效去除土質當中的有機污染物，可利用生物表面活性劑將污染物分開、增加溶液與乳化，進而提升動植物的利用價值，加速污染物體的講解，有助于生態環境的修復。在此過程中，由于可以直接使用發酵液這種生物表面活性劑，能夠有效節省其分離提取與純化的成本又如，使得生物在現場進行生物修復有機污染物的應用潛力非常大，有著較為可觀的發展前景。

3.3 重金屬提取

其一，應用生物表面活性劑，能夠直接萃取到重金屬；其二，生物表面活性劑能夠活化土質當中的重金屬。實際上，植物在自我修復的過程中，土質中所富含的重金屬并沒有發揮其作用效力，而利用生物表面活性劑將其中的重金屬予以活化，則可利用重金屬的效力去強化植物的自我修復效力；其三，重金屬離子浮選。在重金屬含量較低的離子浮選過程中，生物表面活性劑主要發揮兩種效能：起泡劑與捕收劑，有著良好的應用效果。

3.4 含油污泥預處理

在工業生產過程中，經常會由于操作方面的失誤而導致留下部分含油污泥，在該類污泥當中含有烴類物質，而對于微生物而言，烴類物質含有非常強的毒性，所以在采用微生物對含油污泥進行處理之前，首先要對其進行預處理，具體來講即是對含油污泥進行脫油處理，此時便可運用到微生物代謝產生的表面活性劑去處理含油污泥，利用表面活性劑的強大增溶性能，可有效降低烴類物質較強的吸附性，進而將烴類物質從含油污泥中分離開來，實現了對污泥的脫油處理。

3.5 農藥污染處理

在農業生產加工當中應用生物表面活性劑，能夠有效降低農藥施加所帶來的污染，在農業害蟲與城市衛生害蟲均勻分布方面，有著非常重要的防治功效。生物表面活性劑還可作為難溶解的高毒殺蟲劑配方，如芽孢標菌在兩個菌株可形成一類糖脂肽類物體，將其應用在差沖擊硫磷中作為固定乳化劑，能夠有效乳化其他液體無法溶解的高毒殺蟲劑，但面對固體毒性較高的殺蟲劑與碳氫化合物時，沒有此類效果。通過實踐表明，將枯草芽孢標菌MTCC242所產生的表面活性劑（400μg/mL）添加到含有α-和β-endosulfan的溶液當中，能夠有效提升生物降解速率[2]。

4 生物表面活性劑的發展前景與建議

從目前來看，生物表面活性劑投入市場生產的數目并不多，有許多的產品仍然處在試驗階段，無法進行大規模的生產，在人們的日常生活中難以見到，導致這一現象的主要原因在于相關原材料、發酵以及下游技術等因素限制，由于這些環節的應用成本非常高，所以才造成其生產規模難以擴大，不過從科技發展的趨勢來看，筆者認為這些問題在今后的發展中都會得到很好地解決，生物表面活性劑大規模進入市場指日可待[3]。而針對現階段的問題，我們所需要做的主要有以下兩點：一方面，要選擇高產的菌株，對其進行重點培育，進而構建完整且系統的基因菌群；另一方面，要采用科學合理的試驗方法對生物表面活性劑進行快速檢驗，開展菌種開發工作，對具有應用發展潛力的菌種進行合理的測評。

5 結語

綜上所述，從當前我國對生物表面活性劑在環境生物工程中的應用來看，其在生物修復、含油污泥處理、污水處理以及重金屬提取方面有著較為廣泛的應用。在社會經濟與科學技術的不斷發展當中，生物表面活性劑也在不斷完善，而隨著原料的擴展以及下游技術的創新，使得生物表面活性劑得以大規模生產，鑒于其較強的環境綜合治理能力，在未來有著廣闊的發展潛力與應用前景。

參考文獻

[1]溫鋼，盧克歡，趙悅，等.表面活性劑產生菌的篩選與優化及其產物性質的分析[J].湖北農業科學，2016，55（15）：3980-3984.

[2]石金禮，張言誠，張力浩，等.生物表面活性劑產生菌的篩選及產物性能研究[J].農業環境科學學報，2016，35（9）：1717-1726.

[3]劉桂萍，劉巍巍，劉文杰，等.生物表面活性劑產生菌的篩選及培養條件優化[J].環境保護科學，2011，37（6）：12-15.endprint