Tim inženjera zaštite životne sredine UC Riverside otkrio je specifične bakterijske vrste koje mogu uništiti određene vrste „zauvek hemikalija“, što je korak dalje ka jeftinim tretmanima kontaminiranih izvora vode za piće.
Mikroorganizmi pripadaju rodu Acetobacterium i obično se nalaze u otpadnim vodama širom sveta.
Forever hemikalije, poznate i kao per- i polifluoroalkil supstance ili PFAS, nazvane su tako jer imaju tvrdoglavo jake hemijske veze ugljenik-fluor, što ih čini postojanim u okolini.
Mikroorganizmi koje su otkrili naučnici UCR-a i njihovi saradnici mogu da cepaju te tvrdoglave veze fluor-ugljenik, izvještavaju 17. jula u časopisu Napredna nauka.
„Ovo je prvo otkriće bakterije koja može da izvrši reduktivnu defluoraciju PFAS struktura“, rekao je Iujie Men, odgovarajući autor studije i vanredni profesor na UCR-ovom Bourns College of Engineering na Odseku za hemijsko inženjerstvo i inženjerstvo zaštite životne sredine.
Muškarci su upozorili da su bakterije efikasne samo na nezasićena jedinjenja PFAS, koja u svojim hemijskim strukturama imaju dvostruke veze ugljenik-ugljenik.
Ali što je važno, naučnici su takođe identifikovali specifične enzime u ovim bakterijama neophodne za cepanje veza ugljenik-fluor. Ovo otkriće otvara vrata bioinženjerima da poboljšaju ove enzime kako bi mogli da budu efikasni na drugim jedinjenjima PFAS. (Enzimi su proteini koji deluju kao katalizatori biohemijskih reakcija.)
„Ako možemo da razumemo mehanizam, možda bismo mogli da pronađemo slične enzime na osnovu identifikovanih molekularnih osobina i izdvojimo efikasnije“, rekao je Men. „Takođe, ako možemo da dizajniramo neki novi enzim ili izmenimo ovaj poznati enzim na osnovu mehaničkog razumevanja, mogli bismo da ga učinimo efikasnijim i da radimo sa širim spektrom PFAS molekula.
Men je 2023. godine objavio rad u kojem su identifikovani drugi mikroorganizmi koji cepaju vezu ugljenik-hlor u hlorisanim jedinjenjima PFAS, što izaziva značajnu spontanu defluoraciju i uništava ovu grupu zagađivača. Najnovije otkriće uveliko proširuje broj PFAS jedinjenja koja se mogu biološki uništiti.
Korišćenje bakterija za prečišćavanje podzemnih voda je isplativo jer mikroorganizmi uništavaju zagađivače pre nego što voda dospe u bunare. Proces uključuje ubrizgavanje podzemne vode sa željenim vrstama bakterija zajedno sa hranljivim materijama kako bi se povećao njihov broj.
Pošto su jedinjenja PFAS povezana sa rakom i drugim bolestima ljudskog zdravlja, američka Agencija za zaštitu životne sredine ili EPA, nametnula je ograničenja kvaliteta vode ranije ove godine koja ograničavaju određene hemikalije zauvek na samo četiri dela na trilion vode iz česme u zemlji, što je podstaklo snabdevače vodom da biste pronašli PFAS rešenja za čišćenje.
PFAS jedinjenja su ušla u široku upotrebu u hiljadama potrošačkih proizvoda počevši od 1940-ih zbog svoje sposobnosti da se odupru toploti, vodi i lipidima. Primeri proizvoda koji sadrže PFAS uključuju pene za suzbijanje požara, papirne omote otporne na masnoću i kontejnere kao što su kese za kokice za mikrotalasnu pećnicu, kutije za picu i omoti slatkiša; takođe, sredstva za odbijanje mrlja i vode koji se koriste na tepisima, presvlakama, odeći i drugim tkaninama; prema EPA.
Iaochun Iu je glavni autor rada. Bio je gostujući student naučnik i UCR postdoktorski naučnik na UCR-u pre nego što se pridružio Švajcarskom federalnom institutu za vodenu nauku i tehnologiju, ili Eavag, 2022.
