1.引言
1.1土壤污染现状
土壤是人类社会生产活动的重要物质基础，是难以再生、不可缺少的自然资源。目前， 我国土壤污染的局势已非常严峻，由土壤污染致使的农产品的生态安全问题已不可小视。因为土壤对环境污染拥有汇的功能，土壤中有毒有害化学品经过水体和大气传递， 可危害人类和动物的生存繁衍与性命安全。这一过程可能比较隐蔽, 但土壤污染已威胁人类的安全[1]。第二次全国土地调查结果表明，5000万亩耕地为中重度污染。受污染的中心地区，都是过去经济发展较快、工业比较发达的东中部地区，珠三角、长三角、东北老工业基地，还有湖南的一些地方，都是重工业的区域，这些地方要进行修复和治理[2]。
我国土壤污染的近况据报道，第二次全国土地调查结果表明，有5000万亩左右的耕地为中重度污染。据统计，全国遭受工业“三废”污染的耕地达3亿亩，遭受化肥和农药污染的耕地也有2亿多亩，二者占全国耕地总面积的20％。例如:某省曾对47个县和郊区的259万公顷耕地(占全省耕地面积的五分之二)进行过调查，其结果表明，重金属污染已经不同程度威胁到75%的居民，而且污染趋势仍在加剧，污水浇灌等已形成大面积农田的土壤污染。土壤污染将招致非常严重的直接经济损失、导致食物质量不断下降、并导致多种疾病 [3]。
当今我国土壤的有机污染非常严重，并且对农产品和人体健康的影响已开始浮现出来。随着石油化工、有机化工和用有机化工为原料的其他工业的发展，废水中可能存在的大分子有机物种类将会越来越多。主要是多环芳香烃（PAHs）类含氮有机化合物、卤代烃及其他杂类有机化合物。制药、炼油、钢铁、皮革、锻造、橡胶、造纸、有色金属、农药、纺织、石化、化工等行业都会不同程度地排放含有难降解的生物大分子有机物的工业废水。包括多氯联苯（PCBs）、多环芳烃（PAHs）和多氯代二恶英(PCDDs/PCDFs)等有机物是近年来最引人关注的几种污染物[4]。持久性或难降解有机污染物（POPs）和持久性或难降解有毒化合物（PTS）都属于挥发性和半挥发性有机污染物。它们经过挥发、淋洗和由浓度梯度产生的扩散等在城市土壤中转移入水体、空气中，对水体、大气、生态系统和人类的生命造成极大危害。土壤是多环芳香烃（PAHs）重要的汇。主要来源于废弃物的处理和大气的沉降。另外还有燃料的溢出、使用防腐油和工业废水等。环境中多环芳烃（PAHs）的重要来源就是人类活动， 包括化石和生物质燃料的
焚烧和废料的处理(垃圾焚烧等)。近100-150年来，土壤多环芳烃（PAHs）的浓度在不断增长，特别是城市区域。由于土地中的多环芳烃（PAHs）主要通过废弃物处理和大气沉降两种形式输入。因此，废弃物和大气中的含量决定了土壤中多环芳烃（PAHs）的含量。其次因土壤性质影响进入土壤中的PAHs的行为和转化[5]。PCBs（多氯联苯）是一类人工合成的化合物，是重要的工业原料。土壤是PCBs 主要的汇。 如英国土壤中多氯联苯（PCBs）占环境总量的93.1%。
1.2土壤污染种类及其危害
重金属在土壤中具有滞留时间长、不可逆转性、隐蔽性强、无法被微生物降解等特点重金属，在环境中还具有致癌性、致畸性。土壤中的重金属聚集到一定程度后就会对土壤造成非常严重的毒害效应，抑制土壤微生物的繁殖，影响土壤微生物生态群落结构的变化。对湘江下游沿岸的农田土壤样品和蔬菜样品的重金属分析表明，土壤中镐、砷、铜、镍、锌和铅含量超标率分别为68.7%，13.2%，
2.7%， 2.7%，15.1%和8.7%；表现出以锡为主的多种重金属复合污染；蔬菜中镍、铅、砷和锡的超标率分别为10.4%，95.8%， 95.8%和68.8%，蔬菜体内锡、铅和锌含量与土壤的含量存在极明显的相关性，表明重金属污染在湘江中下游农田土壤和蔬菜中已经较为突出[6]。
复合污染是土壤污染的普遍存在形式，在土壤环境科学与技术领域深受关注。复合污染是土壤污染的重要特征。在最近几年里人们开始关注共存污染物(如金属/类金属离子、除草剂/杀虫剂类农药、盐分离子、表面活性剂等)对有机污染物界面影响过程。很多研究表明，我国少许经济迅速发展地区土壤不但存在重金属复合污染和多种同类或者异类的微量难降解有机污染物（POPs）复合污染，并且还存在重金属与难降解有机污染物（POPs）叠加的混/复合污染。我国许多地区的土壤存在重金属-多氯联苯(PCBs)、重金属-农药及重金属一多环芳烃(PAHs)复合污染[6]。当今对重金属-有机物复合污染的研究主要聚集在生态环境和环境毒理领域，对重金属-有机物复合污染条件下土壤的生物修复过程及作用机制的研究仍较少触及。
1.3主要的土壤修复方法
1.3.1物理方法
土壤污染修复的物理方法主要有换土法、热处理法等[7]：
1.3.1.1 换土法
换土法是一种有效的处理污染土壤的物理方法，它是将污染土壤经过深翻到土壤底层、或在污染土壤上铺盖清洁土壤、或是将污染土壤与清洁土壤置换等方法。换土法能够有效地将污染土壤与生态系统阻隔，从而减少对环境的影响。但是该方法因为工程量大，费用高，只适宜用于面积小的、土壤污染较为严重的状况。
1.3.1.2 热处理法
热处理是经过加热的方法，将一些拥有挥发性的重金属如汞、砷等从土壤中脱附出来，或进行热固定的一种方法。该方法工艺过于简单，但能耗大，运行成本高，且只适用于易挥发的污染物。
1.3.2 化学方法
化学方法是使用改良剂与重金属之间的化学反应从而对污染土壤中的重金属进行沉淀、分离提取等。主要方法有：化学固定，淋溶法等。
1.3.2.1化学固定技术
化学固定技术是指在土壤中加入化学试剂降低重金属在土壤中的迁移能力，或把重金属转化为更加稳定的化合物，降低重金属的毒性。目前为止，固化法包含热塑性微包胶处理、水泥及其他凝硬性材料固化法、玻璃化及微波固化等。固化剂的种类繁多，主要有卜特兰、硅酸盐、高炉矿渣、石灰、水泥窑粉尘、飘尘、沥青等。不同固化剂和辅助剂的组合固化重金属污染土壤的效果也是不同的[8]。此方法是一种原位修复方法，对土壤扰动比较大, 易破坏土壤的结构和生产力，并且一旦遭到破坏，土壤不容易恢复原状。此方法同样是治标不治本，经固化和稳定化后的重金属仍残留在土壤中，对土壤和植物仍具潜在威胁。
1.3.2.2 化学淋洗
化学淋洗是指经过化学洗脱的方式，用化学试剂淋洗土壤，从而可将土壤中的重金属有效的去除，达到清洁土壤的目的[9]。用化学淋洗的方法处理土壤中的重金属也具有一些不足之处，容易产生次级污染，化学试剂价格比较昂贵等问题，此外，用化学试剂淋洗过的土壤，其物理化学性质发生了巨大的改变，可能已经不适合植物生长和微生物的繁殖。
1.3.3生物修复
生物修复技术，也就是植物及微生物修复技术。植物修复及微生物修复是目前探究得最活跃的修复技术。植物修复技术主要是使用植物来消除由无机废弃物形成的污染，植物修复主要包括植物固定、植物挥发、植物转化、植物促进及植物提取。在这些方法之中应用最广泛的是植物吸收，主要通过寻找超高量累积重金属的植物进行播种，通过植物吸收转移土壤中的重金属。应用当代基因重组技术培养超商量积聚植物来实现土壤重金属的清除。微生物修复则是通过微生物对某些重金属的吸收、沉积、氧化和还原等作用，减少植物摄取，使其毒性降低。蚯蚓利用富集Se（硒）作用可生产高硒产品，作为人类的食品，通过蚯蚓富铜作用可去除矿山中的有毒物质，改善土壤状况[10]。
1.4 生物表面活性剂
生物表面活性剂( Biosurfactants) 是表面活性剂家族的后来居上者，是由微生物所产生的大分子物质并具有表面活性。相比于化学合成的表面活性剂，生物表面活性剂除具备降低稳定乳化液、表面张力和增加泡沫等相同能力外，还具有一般化学合成表面活性剂所不具备的能生物降解、无毒等益处[11]。这些特征尤其适用于石油工业和环境工程，如重油污染、提高原油采收率、石油的生物降粘土壤的生物修复等。此外，作为天然添加剂，在精细化工、食品产业、农业和医药等工业方面也愈来愈备受青睐。随着人们崇尚自然和环保意识的加强，生物表面活性剂将有更加广阔的应用前景，并有可能成为化学合成表面活性剂的替代品或升级换代品。
1.4.1 生物表面活性剂的理化特性
评价生物表面活性剂的表面活性能够用油/水界面的界面张力和空气/水之间的表面张力来表示；或者用乳化液的不稳定性（破乳能力）和亲水-亲油值（HLB）来表示；或者用生物表面活性剂的效率-临界胶束浓度（CMC）来表示[12]。
1.4.1.1界面张力
物质的表面活性，是指能降低液体表面张力的性质。因此，表面张力和界面张力是最常用、最直观的表面活性指标。表面张力的测定方法主要有毛细管上升法、泡压法和环法。
表面张力或界面张力用界面张力仪能够很容易的测定。在测样品表面张力之前，先测蒸馏水的表面张力值，来校准界面张力仪[12]。
1.4.1.2 乳化
乳化，即水或者有机溶剂以微小液滴方式扩散于有机相或水相中的现象，也就是当某一液相以微小液滴扩散于另一连续的液相时便构成了乳化液。生物表面活性剂可以稳定乳化液或破乳。其乳化活性能通过测定生物表面活性剂在烃类如煤油中产生浊度的能力来分析，而破乳能够通过生物表面活性剂在一个人工合成表面活性剂造成的标准乳化液中的破乳效果来确定。
1.4.1.3HLB
生物表面活性剂的亲水-亲油（HLB）是一种经常被用来预测这种表面活性剂是不是有助于提升 W/O 或 O/W 乳化作用的参数。HLB 标度是测定乳化的给定值，规定油酸（C18H34O2）的数值为1，油酸钠(C17H35COONa)的数值为20，介于两者之间的数值为其混合物的比值。新发现的生物表面活性剂的HLB值经过与已知的表面活性剂的HLB值的比较得出。Ozdemir G[13]等选育的一株细菌 Rhodoccus H13A，用正构烷烃为惟一碳源，产生一种胞外和胞内糖脂型表面活性剂，该生物表面活性剂的 HLB值为5.5，拥有较低的界面张力值，能够构成稳定的水包油乳状液。
1.4.1.4 临界胶束浓度
表面活性剂的效率能够通过表面活性剂的浓度对表面张力的影响来表示，一种表面活性剂加到系统时，基本上当表面活性剂浓度的增加，能够观察到表面张力的降低到一个临界值，即当表面活性剂浓度升高到超过某一特定值后表面张力就不会进一步显著降低。研究人员常以临界胶束浓度（CMC）作为生物表面活性剂浓度的一种测定值，即通过测定达到临界胶束浓度（CMC） 之前完全发酵液或细胞悬液，或者通过提纯的提取液可以达到的稀释度来测定表面活性剂的浓度，这类稀释度常用临界胶束浓度（CMC）的倒数来表示，即 CMC-1。
1.4.1.5 增溶度
向水中添加少量表面活性剂，能使不溶或者微溶于水的有机物的溶解度显著升高，这种现象称为增溶现象。被增溶物质在表面活性剂水溶液中的最大溶解度与同温度下它在纯水中的溶解度之差称为表面活性剂对这类物质的增容度。增溶作用是因为表面活性剂的胶束溶液具备独特的将有机物加溶在胶束中的功效。加溶后不存在两相的界面，是热力学上的稳定系统。加溶的有机物没有分离成分子或离子，而以整个分子团分散在表面活性剂溶液中。
1.4.2生物表面活性剂的种类
生物表面活性剂微生物在一定条件下培养时，其代谢过程中分泌产生的一些具有一定表/界面活性、集亲水基和疏水基结构于一分子内部的两亲性化合物。疏水基一般是脂肪或烃类，亲水基为糖、多元醇、多糖及肽。生物表面活性剂可根据来源、生产方法、化学结构和用途分类。广义生物表面活性剂可按用途细分为生物表面活性剂和生物乳化剂；前者是一些低分子量的小分子，能显著改变表/ 界面张力；后者是一些生物大分子，并不能显著降低表/ 界面张力，但对油-水界面表现出很强亲和力，因而可使乳状液得以稳定。按来源分，生物表面活性剂可分成整胞生物转换法(也称发酵法) 和酶促反应法。按亲水基的不同可分为五类：1，糖脂系，如鼠李糖脂、槐糖脂；2，酰基缩氨酸系，如脂肽、脂蛋白；3，磷脂系，如磷脂酰乙醇胺；4，脂肪酸系，如甘油脂、脂肪酸；5，结合多糖、蛋白质及脂的聚合物，如脂多糖复合物[14]。
1.4.3 生物表面活性剂合成及其生产菌
生物表面活性剂已经有了20多年的发展历史。人们对产生生物表面活性剂的微生物和它的产生机理已有了比较多的认识。在经过发酵法生产生物表面活性剂的过程当中，能够利用不同条件下的微生物细胞生产不同的生物表面活性剂。如细胞生长相干型生物表面活性剂是细胞滋生生长过程中的代谢产物。在限制各种条件下可利用生长细胞或休止的细胞产生生物表面活性剂。或是将发酵法与生物转变联合起来经过加入一种底物前体产生生物表面活性剂。一些重要的生物表面活性剂及其生产菌如表1[15]。
表1生物表面活性剂和它的产生菌
生物表面活性剂
糖脂
糖脂、蛋白质
槐糖脂
海藻糖霉菌酸双脂 生产菌名称 Arthrobacter sp． Torulopsis petrop hilum Torulopsis bom bicola Torulopsis apicola
Rhodociccus erythropolis
鼠李糖脂
蔗糖酯
果糖脂
棒杆霉菌酸
脂肪酸、甘油单、二脂
多糖-脂肪酸混合物
Liposan Pseudomonas spp． Arthro bacter paraf fimeus Arthrobacter paraf fimeus Cory ne bacterium lepus Arthrobacter sp． Candica tropicalis Canadia lipolytica
Emulsan
中性脂 A cinetobacter calcoaceticus Nocardia erythropolis
Cory ne bacterium salvonicum
Surfactin Bacillus subtilis
Bacillus liche niformis
脂肽
多糖-蛋白质混合物 Candida petrophylum Cory ne bacterium hydrocar boclastus
生物表面活性剂的产生首先依赖于生产菌。不一样的的生产菌产生不一样的的生物表面活性剂。怎么才能迅速而有效地挑选出和分离出生物表面活性剂生产菌，是人们探究最多的一个问题。已经有很多方法经过测量液体和空气或两种液体之间的界面力，确定生物表面活性剂的浓度，从而判断出生物表面活性剂产生菌的存在。这些方法包括泡压法、环法、威廉米吊片法、悬滴法及毛细上升法。
此外，可以用致突变等手段筛选高产菌株，也是一种有效地获得生物表面活性剂生产菌的途径。普遍可采用加入致突变剂或紫外灯照射等方法来使一些菌株产生变异。
1.4.4生物表面活性剂的生产和制备方法
1.4.4.1 从动植物材料中提取
从古至今人们用皂角洗涮衣物，原本就是生物表面活性剂的早期应用，皂角提取液现在仍在洗涤工业中应用。现在应用的磷脂、卵磷脂类生物表面活性剂是从蛋黄或大豆中分离提取而来的。
1.4.4.2微生物发酵法
生物表面活性剂一般都是由微生物产生，并且大多数的生物表面活性剂是由细菌和酵母菌产生的。微生物在一定条件下培养时，代谢过程中会分泌出具有一定表面活性的代谢产物。发酵法生产生物表面活性剂可分为三种类型[16]。也就是生长相干型，生物表面活性剂是细胞滋生生长过程中的代谢产物；限制条件下生长相干型，就是在限制条件下用生长细胞产生生物表面活性剂；休止细胞型，用休止的细胞产生生物表面活性剂。微生物以烷烃作为碳源和以水溶性底物为碳源的微生物或者用烷烃和水溶性底物二者都作为碳源的微生物作为生产菌类时，以碳氢化合物为底物的培养基上生长，可以合成很广的一系列范围具有表面活性的物质，如脂蛋白、多糖-蛋白质复合物、糖脂、中性脂磷脂、和等脂肪酸。
1.4.4.3酶合成法
与微生物法相比，酶合成法可以合成一些结构相对来说简单的分子，但是却同样拥有优秀的表面活性。该方法具有常温/常压下操作无危险、反应条件温和、反应专一性强、产物利于分离纯化、副反应少、原料价廉以及固定化酶可以重复使用等优点。利用酶法合成的生物表面活性剂主要有氨基酸、糖苷、单酰化甘油脂、糖脂、磷脂五类。
1.4.5表面活性剂的作用机理
表面活性剂(Surface Active Agents，Surfactants，Detergents)是指明显使溶剂(一般为水)表面张力和液-液界面张力降低，并且具有一定结构、亲水亲油特性和特别的吸附性质的物质[10]。表面活性剂具有亲水和亲油的两重特性，易被吸附、定向于物质的表面，能降低表面张力、洗涤、疏散、柔软、湿润、增溶、消泡、渗透、杀菌、发泡、润滑、乳化、防锈、防腐、抗静电等一系列性能。从结构上来看，几乎所有表面活性剂都是由极性的亲水基和非极性的亲油基两个部分组成。亲水基与水分子作用，使表面活性剂分子融入水相，而与亲油基与水分子相互排斥，与非极性或者弱极性溶剂分子作用，使表面活性剂分子融入油相(溶剂)。表面活性剂分子的亲油基基本上是由烃基组成的，而亲水基则由各种极性基团构成，品种繁多，所以，表面活性剂在特性上的差异，除与烷基的大小和形状有关外，主要与亲水基团的种类有关。亲油基团在种类和结构上的改变远比亲水基团的改变对表面活性剂性质的影响要小，因此，表面活性剂分类一般以亲水基团的结构作为依据。按亲水基是不是带荷电可以将表面活性剂分为离子型和非离子型两大类，离子型表面活性剂分子能够在水中能电离，形成带阴电荷、阳电荷或同时带阴电荷及阳电荷的离子[17]。带有阳电荷的称作阳离子表面活性剂(Cationic Surfactant)，带阴电荷的称作阴离子表面活性剂(Anionic Surfactant)。同时具备阳电荷又具备阴电荷的则被称作两性表面活性剂(Zwitterionic Surfactant)。非离子型表面活性剂(Nonionic Surfactant)分子在水中不能电离，呈电中性。
表面活性剂和螯合剂以其独有的增流、螯合、络合能力和增溶等特性而备受人们青睐。通过表面活性剂的增溶和增流的特性，有研究发现其对修复土壤与沉淀物重金属效果不错，当加入螯合剂后效果更明显[18] 。但由于难降解等原因，在增加了重金属在土壤中可溶性的同时，也增加了重金属淋溶的风险。
1.4.5.1 对有机物的增溶洗脱作用
第一，生物表面活性剂减小了液相和固相之间的表面张力，所以可以将阻塞在土壤孔隙中的油类物质分散并通过溶液自身将它洗脱出来；第二，低浓度的生物表面活性剂能明显使两相之间的界面张力降低，有机物得以扩散。同时，两相
界面的面积增加，使细胞和油滴之间直接接触变的更容易；第三，当生物表面活性剂浓度大于临界胶束浓度(CMC)时，便构成了胶团，同时胶团中会溶解大量的有机分子，胶束的内部拥有憎水性，而胶束的外部则拥有亲水性。难溶有机物的憎水性使得其很容易分配到胶核内核，进而有机物在表面活性剂溶液中的溶解度被大大提高，进而能更好地把有机物从土壤中洗脱出来；第四，生物表面活性剂利用亲水基团固定在微生物细胞的表面，而另外一端则暴露在外，从而可以控制细胞表面的疏水性或亲水性[19]。微生物能够分泌出生物表面活性剂于外部介质，改变吸附界面的特性来增强界面与细胞的亲和力，从而增强土壤中有机污染物的增溶洗脱效率。
1.4.5.2 对重金属的络合作用
Miller[20]提出的两种增加土壤中重金属的吸收：一是与土壤液相中的游离金属离子络合；二是通过降低界面张力从而让土壤中重金属离子与生物表面活性剂直接接触。生物表面活性剂通过使表面张力降低，从而来改变表面性质，表面性质的改变使金属离子与土壤之间的粘附性得到削弱，进而促使金属离子与土壤解散及金属离子与生物表面活性剂的络合[21]。
1.4.6生物表面活性剂的应用
生物表面活性剂的特征决定了它具有普遍的应用范围, 其应用已渗透到几近所有的工业领域。
1.4.6.1在石油工业中的应用
生物表面活性剂易溶于水，在油水界面上具备杰出的表面活性。可增加含油岩石的湿润性。使岩孔中的残油易于脱附。对原油具备较强的乳化降黏效果[22]，其驱油功效比化学合成表面活性剂高3.5-8倍[23]。， Wintershall公司在北海油田使用前西德的FWagner试验室研制出的海藻糖脂，提升原油采收率试验的表明，添加50 mg /L海藻糖脂，驱油效率提高百分之三十，相比于一般化学合成表面活性剂，驱油效果提升了5倍[24]。有些原油含有较多的石蜡和沥青物质，在油井和输油管道中的沉积会给原油的开采形成很大的影响。选用加热或者添加化学除蜡剂会有成本较高且后续处置困难，使用生物表面活性剂可以高效解决这一困难。位于低黏高凝原油渤断块的东营市仙河镇以南区域，井筒结蜡极其严重，影响了油井的正常工作，需要频繁地热洗或着加入清防蜡剂来改变油井结蜡现象，胜利油田孤岛采油厂采用生物表面活性剂的方法达到了清防蜡的目标。高分子生物表面活性剂Emulsan因具备稳固附着在油/水界面的特征，用相对少量的Emulsan就能使O/W型乳状液稳定，可用于稠油乳状液的直接焚烧、原油的回
收、油罐的淋洗和稠油的运载等方面。
1.4.6.2在环境工程中的应用
利用生物表面活性剂加强环境中有机物的降解和重金属的修复已引起普遍重视。生物表面活性剂能增进土壤颗粒上污染物的分散与增溶、土壤中的烷烃污染物被有选择性地降解，还能富集土壤中的有毒有害物质、根除与降解含Pb，Cd等重金属污染物。受烃类污染的砂土经Scheibenbogen等用铜绿假单细孢菌产生的鼠李糖脂来处理后，可分别使芳香族烃类和脂肪族烃类的回收率达到73%和56% 。Man等产生的一种表面活性剂，是利用铜绿假单细孢菌生产出来的，能溶解有毒的有机化学物质，对污染物中的六氯联苯进行回收，其回收率提高了31%。土壤中的Pb和Cd被Asha等用鼠李糖脂去除，污染取得了很好的效果，在淋洗了36 h后，Pb得去除率达到88%， Cd的去除率达到了92%，而且土壤中的微生物也未受到鼠李糖脂的影响，也未改变土壤的构造。
１.4.6.3在医药中的应用
18世纪开始，医药学中开始应用生物表面活性剂，并且在20世纪80年代有了飞速的进展，在医学中经常作为增溶剂、防腐剂、抗氧化剂、渗透剂、助悬剂等来使用：在药物合成中用作催化剂、吸附剂：在药物分析中用作为滴定剂。生物表面活性剂可以降低溶剂与难溶药物两相间的表面张力，使互不相溶的两物质液化成相溶的乳剂或混悬剂。在膏体中常用作基质的表面活性剂有吐温类、司盘类等，主要变换药物的分配系数或直接作用在皮肤上，从而可以透皮吸收药物。生物表面活性剂中的磷脂类具备很强乳化能力，乳化剂可以用静脉注射用乳剂，用量在1% ~ 3% 也就是可将乳剂颗粒乳化成1Lm上下，在体内被代谢经肾脏排泄出去。另外，磷脂也具有加强骨骼性能及抗出血，滋润皮肤和增加伤口愈合的功能。少许生物表面活性剂还具备抗菌、抗病毒、抗肿瘤等的药理功能、改变脂肪代谢和免疫作用，在生物医疗中能够得到较好的应用[25]。
1.4.6.4 在农业中的应用
生物表面活性剂不仅仅应用在以上行业中，在农业等其余领域的使用也日益增长。在农业中生物表面活性剂的主要作用是改善土壤，如儿淀粉动植物胶类、磷脂等。生物表面活性剂的渗入特性，促进了水份在堆肥颗粒中的传递和扩散，使水分渗入到堆肥深层的时间缩短，起到了特定的疏水作用，并且生物表面活性剂具有优秀的保湿性能，缓解了堆肥中水分的蒸发时间，有利于微生物活性的保持。生物表面活性剂可作农药和动物饮料添加剂。农药中较多的应用主要是皂角苷等来改善植物对某些农药的抵抗力。饮料用改性大豆磷脂、鱼浆、动植物胶类、
海藻酸钠、淀粉等，经科学加工精制而成为纯天然营养型添加剂，适用于各种畜、禽和水产养殖的饮料和饵料添加需要。另外，生物表面活性剂经常被用在果蔬保鲜被覆膜中，用含磷脂、油和各种脂肪的水溶性乳化剂对苹果进行处理，可以减少冷藏时的腐败。
1.4.7展望
作为一种新型的表面活性剂，生物表面活性剂引起了越来越多研究者的广泛关注。我国生物表面活性剂的研究起步较晚，不管是在技术上还是在生物表面活性剂种类数量上都大大低于发达国家，还有待于更进一步的深入研究。生物表面活性剂在极为繁杂的生物物质群中极少的存在，因此大量的提取纯制品非常困难，多数生物表面活性剂的种类处于试验探究阶段，还没有进行大规模的生产，只有少数产品走向了市场。这主要是由于其生产成本比化学表面活性剂高，单纯的价格而言，没法与市场上工业合成的表面活性剂相抗衡。一些生物表面活性剂能否会形成二次污染，能否对环境及人类健康有危害还都有待进一步探究。
现如今，生物表面活性剂主要运用于石油工业领域，在其它行业中，譬如在环境工程、农业、洗涤化妆品、生物医疗和食品工业等领域的研究应用还处于初阶研究阶段。另外在纺织、采矿、建材等范畴中还存在极大的利用空间。随着研究的继续深入，生物表面活性剂在各行各业的使用也将会得到广泛的应用，能够预见，这方面的相关研究工作必将会获得更多的成果。此后，生物表面活性剂的发展方向主要围绕在改进生产技术，扩大应用范围，完善作用机理，解除可能造成的二次污染以及提高活性问题上。开发新式生物表面活性剂系列化产物、衍生产物，面向其他工业领域，绿色化学工业将是今后的发展趋势。随着人们崇尚自然和环保意识的增强，生物表面活性剂将有更加广阔的应用前景。
1.引言
1.1土壤污染现状
土壤是人类社会生产活动的重要物质基础，是难以再生、不可缺少的自然资源。目前， 我国土壤污染的局势已非常严峻，由土壤污染致使的农产品的生态安全问题已不可小视。因为土壤对环境污染拥有汇的功能，土壤中有毒有害化学品经过水体和大气传递， 可危害人类和动物的生存繁衍与性命安全。这一过程可能比较隐蔽, 但土壤污染已威胁人类的安全[1]。第二次全国土地调查结果表明，5000万亩耕地为中重度污染。受污染的中心地区，都是过去经济发展较快、工业比较发达的东中部地区，珠三角、长三角、东北老工业基地，还有湖南的一些地方，都是重工业的区域，这些地方要进行修复和治理[2]。
我国土壤污染的近况据报道，第二次全国土地调查结果表明，有5000万亩左右的耕地为中重度污染。据统计，全国遭受工业“三废”污染的耕地达3亿亩，遭受化肥和农药污染的耕地也有2亿多亩，二者占全国耕地总面积的20％。例如:某省曾对47个县和郊区的259万公顷耕地(占全省耕地面积的五分之二)进行过调查，其结果表明，重金属污染已经不同程度威胁到75%的居民，而且污染趋势仍在加剧，污水浇灌等已形成大面积农田的土壤污染。土壤污染将招致非常严重的直接经济损失、导致食物质量不断下降、并导致多种疾病 [3]。
当今我国土壤的有机污染非常严重，并且对农产品和人体健康的影响已开始浮现出来。随着石油化工、有机化工和用有机化工为原料的其他工业的发展，废水中可能存在的大分子有机物种类将会越来越多。主要是多环芳香烃（PAHs）类含氮有机化合物、卤代烃及其他杂类有机化合物。制药、炼油、钢铁、皮革、锻造、橡胶、造纸、有色金属、农药、纺织、石化、化工等行业都会不同程度地排放含有难降解的生物大分子有机物的工业废水。包括多氯联苯（PCBs）、多环芳烃（PAHs）和多氯代二恶英(PCDDs/PCDFs)等有机物是近年来最引人关注的几种污染物[4]。持久性或难降解有机污染物（POPs）和持久性或难降解有毒化合物（PTS）都属于挥发性和半挥发性有机污染物。它们经过挥发、淋洗和由浓度梯度产生的扩散等在城市土壤中转移入水体、空气中，对水体、大气、生态系统和人类的生命造成极大危害。土壤是多环芳香烃（PAHs）重要的汇。主要来源于废弃物的处理和大气的沉降。另外还有燃料的溢出、使用防腐油和工业废水等。环境中多环芳烃（PAHs）的重要来源就是人类活动， 包括化石和生物质燃料的
焚烧和废料的处理(垃圾焚烧等)。近100-150年来，土壤多环芳烃（PAHs）的浓度在不断增长，特别是城市区域。由于土地中的多环芳烃（PAHs）主要通过废弃物处理和大气沉降两种形式输入。因此，废弃物和大气中的含量决定了土壤中多环芳烃（PAHs）的含量。其次因土壤性质影响进入土壤中的PAHs的行为和转化[5]。PCBs（多氯联苯）是一类人工合成的化合物，是重要的工业原料。土壤是PCBs 主要的汇。 如英国土壤中多氯联苯（PCBs）占环境总量的93.1%。
1.2土壤污染种类及其危害
重金属在土壤中具有滞留时间长、不可逆转性、隐蔽性强、无法被微生物降解等特点重金属，在环境中还具有致癌性、致畸性。土壤中的重金属聚集到一定程度后就会对土壤造成非常严重的毒害效应，抑制土壤微生物的繁殖，影响土壤微生物生态群落结构的变化。对湘江下游沿岸的农田土壤样品和蔬菜样品的重金属分析表明，土壤中镐、砷、铜、镍、锌和铅含量超标率分别为68.7%，13.2%，
2.7%， 2.7%，15.1%和8.7%；表现出以锡为主的多种重金属复合污染；蔬菜中镍、铅、砷和锡的超标率分别为10.4%，95.8%， 95.8%和68.8%，蔬菜体内锡、铅和锌含量与土壤的含量存在极明显的相关性，表明重金属污染在湘江中下游农田土壤和蔬菜中已经较为突出[6]。
复合污染是土壤污染的普遍存在形式，在土壤环境科学与技术领域深受关注。复合污染是土壤污染的重要特征。在最近几年里人们开始关注共存污染物(如金属/类金属离子、除草剂/杀虫剂类农药、盐分离子、表面活性剂等)对有机污染物界面影响过程。很多研究表明，我国少许经济迅速发展地区土壤不但存在重金属复合污染和多种同类或者异类的微量难降解有机污染物（POPs）复合污染，并且还存在重金属与难降解有机污染物（POPs）叠加的混/复合污染。我国许多地区的土壤存在重金属-多氯联苯(PCBs)、重金属-农药及重金属一多环芳烃(PAHs)复合污染[6]。当今对重金属-有机物复合污染的研究主要聚集在生态环境和环境毒理领域，对重金属-有机物复合污染条件下土壤的生物修复过程及作用机制的研究仍较少触及。
1.3主要的土壤修复方法
1.3.1物理方法
土壤污染修复的物理方法主要有换土法、热处理法等[7]：
1.3.1.1 换土法
换土法是一种有效的处理污染土壤的物理方法，它是将污染土壤经过深翻到土壤底层、或在污染土壤上铺盖清洁土壤、或是将污染土壤与清洁土壤置换等方法。换土法能够有效地将污染土壤与生态系统阻隔，从而减少对环境的影响。但是该方法因为工程量大，费用高，只适宜用于面积小的、土壤污染较为严重的状况。
1.3.1.2 热处理法
热处理是经过加热的方法，将一些拥有挥发性的重金属如汞、砷等从土壤中脱附出来，或进行热固定的一种方法。该方法工艺过于简单，但能耗大，运行成本高，且只适用于易挥发的污染物。
1.3.2 化学方法
化学方法是使用改良剂与重金属之间的化学反应从而对污染土壤中的重金属进行沉淀、分离提取等。主要方法有：化学固定，淋溶法等。
1.3.2.1化学固定技术
化学固定技术是指在土壤中加入化学试剂降低重金属在土壤中的迁移能力，或把重金属转化为更加稳定的化合物，降低重金属的毒性。目前为止，固化法包含热塑性微包胶处理、水泥及其他凝硬性材料固化法、玻璃化及微波固化等。固化剂的种类繁多，主要有卜特兰、硅酸盐、高炉矿渣、石灰、水泥窑粉尘、飘尘、沥青等。不同固化剂和辅助剂的组合固化重金属污染土壤的效果也是不同的[8]。此方法是一种原位修复方法，对土壤扰动比较大, 易破坏土壤的结构和生产力，并且一旦遭到破坏，土壤不容易恢复原状。此方法同样是治标不治本，经固化和稳定化后的重金属仍残留在土壤中，对土壤和植物仍具潜在威胁。
1.3.2.2 化学淋洗
化学淋洗是指经过化学洗脱的方式，用化学试剂淋洗土壤，从而可将土壤中的重金属有效的去除，达到清洁土壤的目的[9]。用化学淋洗的方法处理土壤中的重金属也具有一些不足之处，容易产生次级污染，化学试剂价格比较昂贵等问题，此外，用化学试剂淋洗过的土壤，其物理化学性质发生了巨大的改变，可能已经不适合植物生长和微生物的繁殖。
1.3.3生物修复
生物修复技术，也就是植物及微生物修复技术。植物修复及微生物修复是目前探究得最活跃的修复技术。植物修复技术主要是使用植物来消除由无机废弃物形成的污染，植物修复主要包括植物固定、植物挥发、植物转化、植物促进及植物提取。在这些方法之中应用最广泛的是植物吸收，主要通过寻找超高量累积重金属的植物进行播种，通过植物吸收转移土壤中的重金属。应用当代基因重组技术培养超商量积聚植物来实现土壤重金属的清除。微生物修复则是通过微生物对某些重金属的吸收、沉积、氧化和还原等作用，减少植物摄取，使其毒性降低。蚯蚓利用富集Se（硒）作用可生产高硒产品，作为人类的食品，通过蚯蚓富铜作用可去除矿山中的有毒物质，改善土壤状况[10]。
1.4 生物表面活性剂
生物表面活性剂( Biosurfactants) 是表面活性剂家族的后来居上者，是由微生物所产生的大分子物质并具有表面活性。相比于化学合成的表面活性剂，生物表面活性剂除具备降低稳定乳化液、表面张力和增加泡沫等相同能力外，还具有一般化学合成表面活性剂所不具备的能生物降解、无毒等益处[11]。这些特征尤其适用于石油工业和环境工程，如重油污染、提高原油采收率、石油的生物降粘土壤的生物修复等。此外，作为天然添加剂，在精细化工、食品产业、农业和医药等工业方面也愈来愈备受青睐。随着人们崇尚自然和环保意识的加强，生物表面活性剂将有更加广阔的应用前景，并有可能成为化学合成表面活性剂的替代品或升级换代品。
1.4.1 生物表面活性剂的理化特性
评价生物表面活性剂的表面活性能够用油/水界面的界面张力和空气/水之间的表面张力来表示；或者用乳化液的不稳定性（破乳能力）和亲水-亲油值（HLB）来表示；或者用生物表面活性剂的效率-临界胶束浓度（CMC）来表示[12]。
1.4.1.1界面张力
物质的表面活性，是指能降低液体表面张力的性质。因此，表面张力和界面张力是最常用、最直观的表面活性指标。表面张力的测定方法主要有毛细管上升法、泡压法和环法。
表面张力或界面张力用界面张力仪能够很容易的测定。在测样品表面张力之前，先测蒸馏水的表面张力值，来校准界面张力仪[12]。
1.4.1.2 乳化
乳化，即水或者有机溶剂以微小液滴方式扩散于有机相或水相中的现象，也就是当某一液相以微小液滴扩散于另一连续的液相时便构成了乳化液。生物表面活性剂可以稳定乳化液或破乳。其乳化活性能通过测定生物表面活性剂在烃类如煤油中产生浊度的能力来分析，而破乳能够通过生物表面活性剂在一个人工合成表面活性剂造成的标准乳化液中的破乳效果来确定。
1.4.1.3HLB
生物表面活性剂的亲水-亲油（HLB）是一种经常被用来预测这种表面活性剂是不是有助于提升 W/O 或 O/W 乳化作用的参数。HLB 标度是测定乳化的给定值，规定油酸（C18H34O2）的数值为1，油酸钠(C17H35COONa)的数值为20，介于两者之间的数值为其混合物的比值。新发现的生物表面活性剂的HLB值经过与已知的表面活性剂的HLB值的比较得出。Ozdemir G[13]等选育的一株细菌 Rhodoccus H13A，用正构烷烃为惟一碳源，产生一种胞外和胞内糖脂型表面活性剂，该生物表面活性剂的 HLB值为5.5，拥有较低的界面张力值，能够构成稳定的水包油乳状液。
1.4.1.4 临界胶束浓度
表面活性剂的效率能够通过表面活性剂的浓度对表面张力的影响来表示，一种表面活性剂加到系统时，基本上当表面活性剂浓度的增加，能够观察到表面张力的降低到一个临界值，即当表面活性剂浓度升高到超过某一特定值后表面张力就不会进一步显著降低。研究人员常以临界胶束浓度（CMC）作为生物表面活性剂浓度的一种测定值，即通过测定达到临界胶束浓度（CMC） 之前完全发酵液或细胞悬液，或者通过提纯的提取液可以达到的稀释度来测定表面活性剂的浓度，这类稀释度常用临界胶束浓度（CMC）的倒数来表示，即 CMC-1。
1.4.1.5 增溶度
向水中添加少量表面活性剂，能使不溶或者微溶于水的有机物的溶解度显著升高，这种现象称为增溶现象。被增溶物质在表面活性剂水溶液中的最大溶解度与同温度下它在纯水中的溶解度之差称为表面活性剂对这类物质的增容度。增溶作用是因为表面活性剂的胶束溶液具备独特的将有机物加溶在胶束中的功效。加溶后不存在两相的界面，是热力学上的稳定系统。加溶的有机物没有分离成分子或离子，而以整个分子团分散在表面活性剂溶液中。
1.4.2生物表面活性剂的种类
生物表面活性剂微生物在一定条件下培养时，其代谢过程中分泌产生的一些具有一定表/界面活性、集亲水基和疏水基结构于一分子内部的两亲性化合物。疏水基一般是脂肪或烃类，亲水基为糖、多元醇、多糖及肽。生物表面活性剂可根据来源、生产方法、化学结构和用途分类。广义生物表面活性剂可按用途细分为生物表面活性剂和生物乳化剂；前者是一些低分子量的小分子，能显著改变表/ 界面张力；后者是一些生物大分子，并不能显著降低表/ 界面张力，但对油-水界面表现出很强亲和力，因而可使乳状液得以稳定。按来源分，生物表面活性剂可分成整胞生物转换法(也称发酵法) 和酶促反应法。按亲水基的不同可分为五类：1，糖脂系，如鼠李糖脂、槐糖脂；2，酰基缩氨酸系，如脂肽、脂蛋白；3，磷脂系，如磷脂酰乙醇胺；4，脂肪酸系，如甘油脂、脂肪酸；5，结合多糖、蛋白质及脂的聚合物，如脂多糖复合物[14]。
1.4.3 生物表面活性剂合成及其生产菌
生物表面活性剂已经有了20多年的发展历史。人们对产生生物表面活性剂的微生物和它的产生机理已有了比较多的认识。在经过发酵法生产生物表面活性剂的过程当中，能够利用不同条件下的微生物细胞生产不同的生物表面活性剂。如细胞生长相干型生物表面活性剂是细胞滋生生长过程中的代谢产物。在限制各种条件下可利用生长细胞或休止的细胞产生生物表面活性剂。或是将发酵法与生物转变联合起来经过加入一种底物前体产生生物表面活性剂。一些重要的生物表面活性剂及其生产菌如表1[15]。
表1生物表面活性剂和它的产生菌
生物表面活性剂
糖脂
糖脂、蛋白质
槐糖脂
海藻糖霉菌酸双脂 生产菌名称 Arthrobacter sp． Torulopsis petrop hilum Torulopsis bom bicola Torulopsis apicola
Rhodociccus erythropolis
鼠李糖脂
蔗糖酯
果糖脂
棒杆霉菌酸
脂肪酸、甘油单、二脂
多糖-脂肪酸混合物
Liposan Pseudomonas spp． Arthro bacter paraf fimeus Arthrobacter paraf fimeus Cory ne bacterium lepus Arthrobacter sp． Candica tropicalis Canadia lipolytica
Emulsan
中性脂 A cinetobacter calcoaceticus Nocardia erythropolis
Cory ne bacterium salvonicum
Surfactin Bacillus subtilis
Bacillus liche niformis
脂肽
多糖-蛋白质混合物 Candida petrophylum Cory ne bacterium hydrocar boclastus
生物表面活性剂的产生首先依赖于生产菌。不一样的的生产菌产生不一样的的生物表面活性剂。怎么才能迅速而有效地挑选出和分离出生物表面活性剂生产菌，是人们探究最多的一个问题。已经有很多方法经过测量液体和空气或两种液体之间的界面力，确定生物表面活性剂的浓度，从而判断出生物表面活性剂产生菌的存在。这些方法包括泡压法、环法、威廉米吊片法、悬滴法及毛细上升法。
此外，可以用致突变等手段筛选高产菌株，也是一种有效地获得生物表面活性剂生产菌的途径。普遍可采用加入致突变剂或紫外灯照射等方法来使一些菌株产生变异。
1.4.4生物表面活性剂的生产和制备方法
1.4.4.1 从动植物材料中提取
从古至今人们用皂角洗涮衣物，原本就是生物表面活性剂的早期应用，皂角提取液现在仍在洗涤工业中应用。现在应用的磷脂、卵磷脂类生物表面活性剂是从蛋黄或大豆中分离提取而来的。
1.4.4.2微生物发酵法
生物表面活性剂一般都是由微生物产生，并且大多数的生物表面活性剂是由细菌和酵母菌产生的。微生物在一定条件下培养时，代谢过程中会分泌出具有一定表面活性的代谢产物。发酵法生产生物表面活性剂可分为三种类型[16]。也就是生长相干型，生物表面活性剂是细胞滋生生长过程中的代谢产物；限制条件下生长相干型，就是在限制条件下用生长细胞产生生物表面活性剂；休止细胞型，用休止的细胞产生生物表面活性剂。微生物以烷烃作为碳源和以水溶性底物为碳源的微生物或者用烷烃和水溶性底物二者都作为碳源的微生物作为生产菌类时，以碳氢化合物为底物的培养基上生长，可以合成很广的一系列范围具有表面活性的物质，如脂蛋白、多糖-蛋白质复合物、糖脂、中性脂磷脂、和等脂肪酸。
1.4.4.3酶合成法
与微生物法相比，酶合成法可以合成一些结构相对来说简单的分子，但是却同样拥有优秀的表面活性。该方法具有常温/常压下操作无危险、反应条件温和、反应专一性强、产物利于分离纯化、副反应少、原料价廉以及固定化酶可以重复使用等优点。利用酶法合成的生物表面活性剂主要有氨基酸、糖苷、单酰化甘油脂、糖脂、磷脂五类。
1.4.5表面活性剂的作用机理
表面活性剂(Surface Active Agents，Surfactants，Detergents)是指明显使溶剂(一般为水)表面张力和液-液界面张力降低，并且具有一定结构、亲水亲油特性和特别的吸附性质的物质[10]。表面活性剂具有亲水和亲油的两重特性，易被吸附、定向于物质的表面，能降低表面张力、洗涤、疏散、柔软、湿润、增溶、消泡、渗透、杀菌、发泡、润滑、乳化、防锈、防腐、抗静电等一系列性能。从结构上来看，几乎所有表面活性剂都是由极性的亲水基和非极性的亲油基两个部分组成。亲水基与水分子作用，使表面活性剂分子融入水相，而与亲油基与水分子相互排斥，与非极性或者弱极性溶剂分子作用，使表面活性剂分子融入油相(溶剂)。表面活性剂分子的亲油基基本上是由烃基组成的，而亲水基则由各种极性基团构成，品种繁多，所以，表面活性剂在特性上的差异，除与烷基的大小和形状有关外，主要与亲水基团的种类有关。亲油基团在种类和结构上的改变远比亲水基团的改变对表面活性剂性质的影响要小，因此，表面活性剂分类一般以亲水基团的结构作为依据。按亲水基是不是带荷电可以将表面活性剂分为离子型和非离子型两大类，离子型表面活性剂分子能够在水中能电离，形成带阴电荷、阳电荷或同时带阴电荷及阳电荷的离子[17]。带有阳电荷的称作阳离子表面活性剂(Cationic Surfactant)，带阴电荷的称作阴离子表面活性剂(Anionic Surfactant)。同时具备阳电荷又具备阴电荷的则被称作两性表面活性剂(Zwitterionic Surfactant)。非离子型表面活性剂(Nonionic Surfactant)分子在水中不能电离，呈电中性。
表面活性剂和螯合剂以其独有的增流、螯合、络合能力和增溶等特性而备受人们青睐。通过表面活性剂的增溶和增流的特性，有研究发现其对修复土壤与沉淀物重金属效果不错，当加入螯合剂后效果更明显[18] 。但由于难降解等原因，在增加了重金属在土壤中可溶性的同时，也增加了重金属淋溶的风险。
1.4.5.1 对有机物的增溶洗脱作用
第一，生物表面活性剂减小了液相和固相之间的表面张力，所以可以将阻塞在土壤孔隙中的油类物质分散并通过溶液自身将它洗脱出来；第二，低浓度的生物表面活性剂能明显使两相之间的界面张力降低，有机物得以扩散。同时，两相
界面的面积增加，使细胞和油滴之间直接接触变的更容易；第三，当生物表面活性剂浓度大于临界胶束浓度(CMC)时，便构成了胶团，同时胶团中会溶解大量的有机分子，胶束的内部拥有憎水性，而胶束的外部则拥有亲水性。难溶有机物的憎水性使得其很容易分配到胶核内核，进而有机物在表面活性剂溶液中的溶解度被大大提高，进而能更好地把有机物从土壤中洗脱出来；第四，生物表面活性剂利用亲水基团固定在微生物细胞的表面，而另外一端则暴露在外，从而可以控制细胞表面的疏水性或亲水性[19]。微生物能够分泌出生物表面活性剂于外部介质，改变吸附界面的特性来增强界面与细胞的亲和力，从而增强土壤中有机污染物的增溶洗脱效率。
1.4.5.2 对重金属的络合作用
Miller[20]提出的两种增加土壤中重金属的吸收：一是与土壤液相中的游离金属离子络合；二是通过降低界面张力从而让土壤中重金属离子与生物表面活性剂直接接触。生物表面活性剂通过使表面张力降低，从而来改变表面性质，表面性质的改变使金属离子与土壤之间的粘附性得到削弱，进而促使金属离子与土壤解散及金属离子与生物表面活性剂的络合[21]。
1.4.6生物表面活性剂的应用
生物表面活性剂的特征决定了它具有普遍的应用范围, 其应用已渗透到几近所有的工业领域。
1.4.6.1在石油工业中的应用
生物表面活性剂易溶于水，在油水界面上具备杰出的表面活性。可增加含油岩石的湿润性。使岩孔中的残油易于脱附。对原油具备较强的乳化降黏效果[22]，其驱油功效比化学合成表面活性剂高3.5-8倍[23]。， Wintershall公司在北海油田使用前西德的FWagner试验室研制出的海藻糖脂，提升原油采收率试验的表明，添加50 mg /L海藻糖脂，驱油效率提高百分之三十，相比于一般化学合成表面活性剂，驱油效果提升了5倍[24]。有些原油含有较多的石蜡和沥青物质，在油井和输油管道中的沉积会给原油的开采形成很大的影响。选用加热或者添加化学除蜡剂会有成本较高且后续处置困难，使用生物表面活性剂可以高效解决这一困难。位于低黏高凝原油渤断块的东营市仙河镇以南区域，井筒结蜡极其严重，影响了油井的正常工作，需要频繁地热洗或着加入清防蜡剂来改变油井结蜡现象，胜利油田孤岛采油厂采用生物表面活性剂的方法达到了清防蜡的目标。高分子生物表面活性剂Emulsan因具备稳固附着在油/水界面的特征，用相对少量的Emulsan就能使O/W型乳状液稳定，可用于稠油乳状液的直接焚烧、原油的回
收、油罐的淋洗和稠油的运载等方面。
1.4.6.2在环境工程中的应用
利用生物表面活性剂加强环境中有机物的降解和重金属的修复已引起普遍重视。生物表面活性剂能增进土壤颗粒上污染物的分散与增溶、土壤中的烷烃污染物被有选择性地降解，还能富集土壤中的有毒有害物质、根除与降解含Pb，Cd等重金属污染物。受烃类污染的砂土经Scheibenbogen等用铜绿假单细孢菌产生的鼠李糖脂来处理后，可分别使芳香族烃类和脂肪族烃类的回收率达到73%和56% 。Man等产生的一种表面活性剂，是利用铜绿假单细孢菌生产出来的，能溶解有毒的有机化学物质，对污染物中的六氯联苯进行回收，其回收率提高了31%。土壤中的Pb和Cd被Asha等用鼠李糖脂去除，污染取得了很好的效果，在淋洗了36 h后，Pb得去除率达到88%， Cd的去除率达到了92%，而且土壤中的微生物也未受到鼠李糖脂的影响，也未改变土壤的构造。
１.4.6.3在医药中的应用
18世纪开始，医药学中开始应用生物表面活性剂，并且在20世纪80年代有了飞速的进展，在医学中经常作为增溶剂、防腐剂、抗氧化剂、渗透剂、助悬剂等来使用：在药物合成中用作催化剂、吸附剂：在药物分析中用作为滴定剂。生物表面活性剂可以降低溶剂与难溶药物两相间的表面张力，使互不相溶的两物质液化成相溶的乳剂或混悬剂。在膏体中常用作基质的表面活性剂有吐温类、司盘类等，主要变换药物的分配系数或直接作用在皮肤上，从而可以透皮吸收药物。生物表面活性剂中的磷脂类具备很强乳化能力，乳化剂可以用静脉注射用乳剂，用量在1% ~ 3% 也就是可将乳剂颗粒乳化成1Lm上下，在体内被代谢经肾脏排泄出去。另外，磷脂也具有加强骨骼性能及抗出血，滋润皮肤和增加伤口愈合的功能。少许生物表面活性剂还具备抗菌、抗病毒、抗肿瘤等的药理功能、改变脂肪代谢和免疫作用，在生物医疗中能够得到较好的应用[25]。
1.4.6.4 在农业中的应用
生物表面活性剂不仅仅应用在以上行业中，在农业等其余领域的使用也日益增长。在农业中生物表面活性剂的主要作用是改善土壤，如儿淀粉动植物胶类、磷脂等。生物表面活性剂的渗入特性，促进了水份在堆肥颗粒中的传递和扩散，使水分渗入到堆肥深层的时间缩短，起到了特定的疏水作用，并且生物表面活性剂具有优秀的保湿性能，缓解了堆肥中水分的蒸发时间，有利于微生物活性的保持。生物表面活性剂可作农药和动物饮料添加剂。农药中较多的应用主要是皂角苷等来改善植物对某些农药的抵抗力。饮料用改性大豆磷脂、鱼浆、动植物胶类、
海藻酸钠、淀粉等，经科学加工精制而成为纯天然营养型添加剂，适用于各种畜、禽和水产养殖的饮料和饵料添加需要。另外，生物表面活性剂经常被用在果蔬保鲜被覆膜中，用含磷脂、油和各种脂肪的水溶性乳化剂对苹果进行处理，可以减少冷藏时的腐败。
1.4.7展望
作为一种新型的表面活性剂，生物表面活性剂引起了越来越多研究者的广泛关注。我国生物表面活性剂的研究起步较晚，不管是在技术上还是在生物表面活性剂种类数量上都大大低于发达国家，还有待于更进一步的深入研究。生物表面活性剂在极为繁杂的生物物质群中极少的存在，因此大量的提取纯制品非常困难，多数生物表面活性剂的种类处于试验探究阶段，还没有进行大规模的生产，只有少数产品走向了市场。这主要是由于其生产成本比化学表面活性剂高，单纯的价格而言，没法与市场上工业合成的表面活性剂相抗衡。一些生物表面活性剂能否会形成二次污染，能否对环境及人类健康有危害还都有待进一步探究。
现如今，生物表面活性剂主要运用于石油工业领域，在其它行业中，譬如在环境工程、农业、洗涤化妆品、生物医疗和食品工业等领域的研究应用还处于初阶研究阶段。另外在纺织、采矿、建材等范畴中还存在极大的利用空间。随着研究的继续深入，生物表面活性剂在各行各业的使用也将会得到广泛的应用，能够预见，这方面的相关研究工作必将会获得更多的成果。此后，生物表面活性剂的发展方向主要围绕在改进生产技术，扩大应用范围，完善作用机理，解除可能造成的二次污染以及提高活性问题上。开发新式生物表面活性剂系列化产物、衍生产物，面向其他工业领域，绿色化学工业将是今后的发展趋势。随着人们崇尚自然和环保意识的增强，生物表面活性剂将有更加广阔的应用前景。