Anumite bacterii pot degrada legăturile puternice care conferă „produselor chimice pentru totdeauna” termenul de valabilitate lung, iar acest lucru sugerează potențiale tratamente cu costuri reduse care ar putea curăța apa de PFAS.
PFAS, sau substanțe perfluoroalchilice și polifluoroalchilice, sunt compuși artificiali care se găsesc în multe produse. Conțin legături chimice puternice care nu se descompune ușorfăcându-le greu de îndepărtat din corpul nostru și din mediu.
PFAS au fost legate de o varietate de efecte asupra sănătățiiiar în aprilie trecut, Agenția pentru Protecția Mediului stabiliți limite asupra concentraţiilor de șase PFAS comune în apa potabilă. Această mișcare a evidențiat necesitatea unor modalități eficiente de curățare ape poluate.
Acum, într-un studiu publicat pe 17 iulie în jurnal Progresele științeicercetătorii au raportat pentru prima dată că patru specii de Acetobacterium poate degrada legăturile din unele PFAS. Acestea includ PFAS nesaturați, a căror structură chimică le face mai ușor de descompus decât așa-numitele PFAS saturate. Exemple de aceste substanțe chimice includ PFMeUPA și FTMeUPA, care nu sunt încă reglementate de EPA.
„Degradarea PFAS folosind microbi este una dintre cele mai căutate tehnologii în tratarea apelor uzate și gestionarea deșeurilor.” Nirupam Aichun profesor asociat de inginerie la Universitatea din Nebraska-Lincoln care nu a fost implicat în cercetare, a declarat Live Science într-un e-mail.
Există deja câteva abordări eficiente pentru tratarea PFAS, inclusiv filtrare si tratament termic. Cu toate acestea, utilizarea abordărilor biologice care implică bacterii ar putea avea avantaje unice. Potrivit autorilor studiului, abordarea ar putea fi cu un cost redus și ușor de injectat în apele subterane de sub suprafața Pământului, unde multe tratamente existente sunt dificil de aplicat. Aprovizionarea cu apă subterană aproximativ o treime de apă potabilă din SUA.
Microbii evidențiați în noul studiu descompun legăturile carbon-fluor în unele PFAS nesaturate. Acest proces, cunoscut sub numele de defluorinare, este condus de enzime care despart legăturile chimice, eliberând astfel atomi de fluor. Acești atomi ar ucide de obicei bacteriile. Dar cercetătorii au descoperit că Acetobacterium speciile au canale specializate care pompează fluorul din celulele lor și în mediu, permițând bacteriilor să supraviețuiască.
Acest lucru ar putea face parte dintr-un mecanism de apărare pe care bacteriile l-au dezvoltat pentru a detoxifica compușii care altfel i-ar ucide, autorul principal al studiului Yujie Menprofesor asociat la Departamentul de Inginerie Chimică și de Mediu de la Universitatea din California (UC) Riverside, a declarat Live Science într-un e-mail.
După ce a identificat enzimele de defluorinare, echipa a cercetat bazele de date genomice pentru a vedea dacă alte Acetobacterium avea și aceleași enzime și pompe. Au găsit defluorinare Acetobacterium în probe de apă uzată din America de Nord, Europa și unele părți din Africa și Asia. Indicii suplimentare sugerează că acestea pot fi găsite și în sol și în apele subterane, au remarcat autorii studiului. Acetobacterium speciile se găsesc în mod obișnuit în apele uzate, dar se știe puțin altceva despre ele și enzimele lor defluorinante, a spus Men.
Legate de: Este sigură consumul de apă de ploaie?
În lucrările anterioare, bărbații și colegii au identificat alte bacterii care ar putea descompune clorul de carbon legături găsite în unele PFAS, declanșând o reacție care a declorinat și apoi a distrus substanțele chimice pentru totdeauna. Descoperirea mai recentă a oamenilor de știință se adaugă la numărul de compuși PFAS cunoscuți care pot fi degradați de microbi.
Această linie de cercetare ar putea ghida căutarea mai multor bacterii care degradează PFAS, ducând la descoperirea de noi enzime și la dezvoltarea de biotehnologii care accelerează aceste procese naturale, a spus Men.
Degradarea microbiană a PFAS se referă de obicei la utilizarea microbilor în tratarea apelor uzate pentru a degrada PFAS înainte ca apa să fie dezinfectată și returnată la alimentarea cu apă potabilă, a spus Aich. Provocarea majoră a acestei abordări a fost raritatea microbilor care pot rupe legăturile carbon-fluor. Chiar dacă microbii sunt capabili să degradeze substanțele chimice, rata de degradare poate fi lentă.
Acest studiu este unul dintre primele care oferă informații despre mecanismele specifice și enzimele bacteriene care ar putea fi izolate și îmbunătățite pentru a crește acele rate de degradare, a spus Aich.
Cercetătorii lucrează acum la interfeţe material-microb care combină capacitatea de defluorinare a bacteriilor cu materiale care îmbunătățesc descompunerea PFAS. Proprietățile acestor materiale se modifică ca răspuns la câmpurile electrice, iar acest lucru le permite să distrugă orice produs secundar rămas de enzimele bacteriene, a spus. Chong Liu, profesor asociat de chimie și biochimie la UCLA, care a condus cercetările privind interfețele. Astfel, interfețele material-microb oferă un pumn rapid unu-dou pentru PFAS, a spus Liu pentru Live Science într-un e-mail.
Sunt necesare mai multe cercetări pentru a despacheta biochimia exactă a enzimelor defluorinante și efectul lor potențial la scară mai mare, a spus Men.
„Este foarte puțin probabil ca microbii individuali să devină o soluție globală pentru contaminarea cu PFAS”, a menționat ea. Cu toate acestea, munca lor indică căi de utilizare a bacteriilor în biotehnologii care ar putea funcționa singure sau în combinație cu alte abordări.
Te-ai întrebat vreodată de ce unii oameni își construiesc mușchi mai ușor decât alții sau de ce ies pistruii la soare? Trimite-ne întrebările tale despre cum funcționează corpul uman community@livescience.com cu subiectul „Health Desk Q” și este posibil să vedeți răspunsul la întrebarea dvs. pe site!