糖脂類生物表麵活性劑——鼠李糖脂、海藻糖脂和槐糖脂的研究和應用最多，特別是它們在石油開采、原油汙染修複、油田防腐等方麵的室內和現場應用研究效果。一方麵，生物表麵活性劑可以降低油水混合物的表麵張力，剝離地層岩石表麵原油，增大原油的流動性，提高油水混合物的運移效率，達到提高原油采收率的目的。另一方麵，生物表麵活性劑可以增強原油汙染土壤中疏水烴類汙染物的生物可利用性。石油中大分子量烴類如多環芳烴(PAHs)等難溶於水相，會牢牢地吸附在固相土粒上而難以降解。生物表麵活性劑能有效地解除這種吸附，使石油烴分散成液滴，並進一步降解，從而促進石油汙染的生物修複，減少其對環境造成的汙染與破壞。

在微生物修複石油汙染中的作用機製

隨著石油生產量和消費量的不斷提高，石油類物質進入環境所造成的汙染問題日益嚴重。由於人類對環境以及人類社會可持續發展的重視，生物修複已成為淨化石油烴類汙染物的主要方向之一。該技術本質是微生物以石油烴類作為生長基質，將其分解代謝為CO2和水，減輕其對環境的影響。由於不同開采地區的原油組分差別較大且生產過程不同，所以隨之形成的石油烴化學成分也相差較大，因此，生物降解石油烴類汙染物的速率也有明顯差別。

近年來，許多學者在微生物修複石油汙染中引入糖脂類生物表麵活性劑來提高石油烴的降解率。糖脂類生物表麵活性劑促進微生物對石油烴的降解有其獨特的機製：①降低菌體周圍介質的表麵張力、菌體細胞壁與烴類分子之間的界麵張力，增大石油烴溶解度，增強混合力，使疏水性物質更多地與菌體和O2接觸，從而提高微生物對疏水底物的生物利用度，使其更易被生物降解；

②與細胞膜相互作用。在不破壞細胞膜結構的條件下對細胞膜進行修飾，該修飾主要使蛋白質組成發生改變，或使脂多糖減少，從而引起細胞壁疏水性的增加，進而促進微生物細胞對烴類的攝取。

微生物在烴類環境下的細胞結構明顯不同。胞內的烴類物質累積，在其外部形成特殊的膜狀複合物導致外表麵變得不規整，出現褶皺。在表麵活性劑的作用下，細胞壁的外表麵出現一種特殊的吸收係統，將膠團直接運至與膜結合的酶係統或運入細胞內部。研究鼠李糖脂在銅綠假單胞菌NY3代謝烴過程中的生理作用時發現，在該過程中鼠李糖脂會造成菌體表麵脂多糖的減少，而細胞中疏水性物質含量增加，菌體細胞Zeta電位明顯降低，表麵負電荷增加，菌體表麵斥力增加，這使得菌體在培養體係中更易分散，增加其與疏水性物質烴類的接觸機會，從而提高烴類降解率。在研究鼠李糖脂促進菌體代謝正十六烷過程時亦發現：菌體表麵脂的多糖含量減少；掃描電鏡結果顯示在代謝初期，鼠李糖脂可促進菌體自身蛋白合成，隨後胞內蛋白含量趨於穩定，在代謝後期，胞內蛋白含量降低，說明鼠李糖脂明顯加快十六烷的傳質速度。糖脂類生物表麵活性劑除具有上述功能外，其具有的可生物降解性、低毒性、應用範圍廣等優點亦使其在表麵活性物質的選擇中脫穎而出。

在提高原油采收率方麵的作用機製

我國大部分油田都具有低孔、低滲和非均質性強的特點。因此，如何更加高效地開發油藏資源，成為目前亟待解決的問題。雖然已經開展了調驅、聚合物驅等應用研究，但因采出液含有較高濃度的聚合物，導致乳液穩定性高，油水分離難度大，嚴重影響采出液的脫水和原油的外輸，同時加大汙水的處理難度，也增加了成本，而微生物采油是利用微生物或其代謝產物提高原油產量的一種綠色采油方式，能有效地緩解油田“零排放”的環保壓力。

糖脂類生物表麵活性劑作為微生物代謝產物的一種，其作用對象主要是油藏孔隙中的殘餘油和剩餘油，可有效降低界麵張力，降低喉道處油滴的毛細管壓力，減小油滴運動阻力，改變岩石表麵的潤濕性，同時還可以提高混合流體的滲流能力，所以也能降低啟動壓力和注水壓力，提高驅油效率，從而提高原油采收率，在三次采油領域具有廣闊的應用前景。提高原油采收率的原理主要有以下幾點：

①調節油水極性，降低油水界麵張力。糖脂類生物表麵活性劑吸附於油水界麵上，可降低油水界麵的表麵張力。油水混合物界麵張力越小，殘餘油和剩餘油的混合物液滴越易聚集，聚集後的油水混合物流動性增強，在油藏孔隙中越容易運移。

②增強岩石潤濕性。油水混合物流經親油油層時，混合物中的油相很容易吸附在岩石表麵上，從而降低了油水混合物的流動性。糖脂類生物表麵活性劑可以使油藏中的親油岩石轉變為親水岩石，降低岩石表麵對油水混合物的吸附力，減小油水混合物在油藏孔隙中流動時損失的能量，從而增強油水混合物在油藏孔隙中的驅替效率。

③乳化作用。糖脂類生物表麵活性劑溶入油水混合物後會吸附在油水界麵上並形成乳狀液體。乳狀液體不易吸附在油藏中的岩石表麵上，從而增強油水混合物的流動性，使其在油藏孔喉中更好地聚集並且運移。

④改變原油在油藏空隙中的運動特征和性能。由於原油是非牛頓流體，其黏度隨剪切應力變化而變化，同時，原油中的膠質、瀝青質和石蠟等高分子化合物易形成空間網狀結構，該結構在原油流動時被破壞，且其破壞程度與流動速度有關，當原油靜止時又重新恢複網狀結構。糖脂類生物表麵活性劑可吸附在瀝青質上，增強其溶劑化外殼的牢固性，減弱瀝青質點之間的相互作用，削弱原油中的大分子網狀結構，從而降低原油的極限動剪切應力，提高采收率。

⑤提高表麵電荷密度。糖脂類生物表麵活性劑吸附在油滴和岩石表麵上，提高表麵電荷密度，增加油滴與岩石表麵之間的靜電斥力，使油滴更易被驅替介質帶走，從而提高采收率。