Mikroby, które niszczą „wieczne związki chemiczne”
Naukowcy po raz pierwszy poinformowali, że cztery gatunki mikrobów mogą degradować tzw. „wieczne związki chemiczne” czyli PFAS.
Niektóre bakterie potrafią rozkładać silne wiązania, które zapewniają „wiecznym związkom chemicznym” długi okres przydatności, co wskazuje na możliwość opracowania niedrogich metod oczyszczania wody z niebezpiecznych PFAS.
PFAS, czyli substancje perfluoroalkilowe i polifluoroalkilowe, to związki wytwarzane przez człowieka, które można znaleźć w wielu produktach. Zawierają silne wiązania chemiczne, które nie ulegają łatwemu rozkładowi, co utrudnia ich usuwanie z naszych organizmów i środowiska.
W badaniu opublikowanym w czasopiśmie Science Advances, naukowcy po raz pierwszy poinformowali, że cztery gatunki Acetobacterium mogą degradować wiązania w niektórych PFAS. Obejmuje to nienasycone PFAS, których struktura chemiczna sprawia, że są one łatwiejsze do rozbicia niż tak zwane nasycone PFAS. Przykłady tych chemikaliów obejmują PFMeUPA i FTMeUPA, które nie są jeszcze regulowane przez EPA.
Degradacja PFAS przy użyciu mikrobów jest jedną z najbardziej poszukiwanych technologii w oczyszczaniu ścieków i gospodarce odpadami – powiedział Nirupam Aich , adiunkt inżynierii na University of Nebraska-Lincoln, który nie był zaangażowany w badania.
Istnieją już pewne skuteczne podejścia do leczenia PFAS, w tym filtracja i obróbka cieplna. Jednak stosowanie biologicznych podejść z udziałem bakterii może mieć wyjątkowe zalety. Według autorów badania podejście to może być tanie i łatwe do wstrzyknięcia do wód gruntowych pod powierzchnią Ziemi, gdzie wiele istniejących metod oczyszczania jest trudnych do zastosowania.
Jak działają mikroby?
Mikroby wyróżnione w nowym badaniu rozbijają wiązania węgiel-fluor w niektórych nienasyconych PFAS. Ten proces, znany jako defluorowanie, jest napędzany przez enzymy, które rozszczepiają wiązania chemiczne, uwalniając w ten sposób atomy fluoru. Te atomy zwykle zabijają bakterie. Jednak naukowcy odkryli, że gatunki Acetobacterium mają wyspecjalizowane kanały, które pompują fluor z komórek do środowiska, umożliwiając bakteriom przetrwanie. Może to być część mechanizmu obronnego, który wykształcił się w bakteriach, aby detoksykować związki, które w przeciwnym razie by je zabiły.
Naukowcy pracują obecnie nad interfejsami materiał-mikrob, które łączą zdolność bakterii do defluorowania z materiałami, które zwiększają rozkład PFAS.
Właściwości tych materiałów zmieniają się w odpowiedzi na pola elektryczne, co umożliwia im niszczenie wszelkich produktów ubocznych pozostałych po enzymach bakteryjnych. W ten sposób interfejsy materiał-mikrob zapewniają szybki podwójny cios PFAS – powiedział Chong Liu, adiunkt chemii i biochemii na UCLA, który kierował badaniami nad interfejsami.
Źródło: livescience.com
Czytaj też: Naukowcy odkryli nową substancję, która może naprawiać stawy
Grafika tytułowa: Logan Moreno Gutierrez / Unsplash
