生物烷基糖苷表面活性劑是由微生物產生的一類具有表面活性的生物化合物,除具有化學合成表面活性劑的理化特性外,還具有無毒、高效等優點,其應用前景非常廣闊,并有可能成為化學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中生物表面活性劑的研究進展,并展望了該技術的發展方向。這將為在我國開展該方法的研究和應用打下基礎。
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,降低土壤環境質量,而且還可以通過生物富集進入食物鏈,危及人體健康。在污染土壤修復中,微生物修復技術與物理、化學修復相比具有非破壞性、經濟性和安全性的優點。使其成為最有前途的污染環境修復技術之一。?
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,導致污染物的微生物降解停止或減緩。因此,生物修復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。化學表面活性劑,其增溶能力有限,修復效率較低、成本較高,且易造成表面活性劑的污染。與化學表面活性劑相比,生物表面活性劑具有更低的毒性,更好的環境相容性,更低的成本等特點,近來受到了更多的重視,相關的研究也越來越多。
生物表面活性劑(Biosurfactants)是表面活性劑家族中的后起之秀,它是由微生物所產生的一類具有表面活性的生物大分子物質,多數由細菌、酵母菌、真菌(霉菌)等產生。微生物產生的生物表面活性劑依據他們的化學組成和微生物來源可分為糖脂、脂肪、多糖蛋白質絡合物、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,其分子質量范圍為500~1500Da。?
和傳統的化學合成的表面活性劑相比,生物表面活性劑有許多明顯的優勢:(1)更強的表面和界面活性;(2)對熱的穩定性;(3)對離子強度的穩定性;(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用,并有可能逐步替代化學合成的表面活性劑。?