PFAS: برخی از انواع مواد شیمیایی برای همیشه می توانند توسط باکتری های موجود در فاضلاب تجزیه شوند

باکتری هایی که برخی از انواع “مواد شیمیایی برای همیشه” را تجزیه می کنند را می توان در لجن تصفیه خانه های فاضلاب یافت.

مواد پرفلوئوروآلکیل و پلی فلوروآلکیل (PFAS) یک دسته از مواد شیمیایی مصنوعی هستند که به طور گسترده در پوشش‌ها و فوم‌هایی که در برابر روغن، گرما و آب مقاومت می‌کنند، استفاده می‌شوند. هزاران نوع PFAS وجود دارد که نشان داده شده است که تعدادی از آنها اثرات مضری بر سلامتی دارند. آنها همچنین به لطف پیوندهای کربن و فلوئور سختی که دارند، آلاینده های محیطی طولانی مدت هستند.

یوجی من از دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید، می‌گوید یکی از راه‌های مقابله با این آلودگی، شناسایی میکروب‌هایی است که پیوندهای کربن-فلورین را تخریب می‌کنند. اما پیوندهای فلوئور در طبیعت نادر هستند و میکروب هایی که می توانند پیوندها را بشکنند نیز نادر به نظر می رسند.

در جستجوی چنین میکروب هایی، من و همکارانش لجن را از یک تصفیه خانه فاضلاب شهری در مجاورت جمع آوری کردند. سپس نمونه‌هایی از لجن را با سه نوع PFAS کلردار که تعداد پیوندهای کربن-کلر کم، متوسط ​​و زیاد داشتند، که نسبت به پیوندهای فلوئور در برابر تجزیه زیستی آسیب‌پذیرتر هستند، می‌کشیدند. آنها همچنین متانول را برای تغذیه میکروب های موجود اضافه کردند.

پس از 84 روز در شرایط کم اکسیژن، 10 درصد از پیوندهای فلوئور در گروه کم تجزیه شده بود، همانطور که 20 درصد در گروه متوسط ​​و حدود 80 درصد در گروه بالا تخریب شد. هنگامی که لجن در معرض اکسیژن قرار گرفت و هر گونه باکتری هوازی موجود را فعال کرد، پیوندهای باقی مانده در بین همه گروه ها 12 درصد دیگر تخریب شد.

محققان باکتری های مسئول تجزیه مولکول ها را در شرایط بی هوازی جدا کردند. ژنوم آنها بیشتر شبیه به دسولفوویبریو آمینوفیلوس و Sporomusa sphaeroidesگونه های باکتریایی که معمولا در محیط های آبی یافت می شوند. مردان می گوید: «آنها منحصر به فرد نیستند. او می‌گوید که میکروب‌های مشابه می‌توانند آلودگی PFAS کلردار را از بین ببرند.

به گفته مردان، باکتری‌ها پیوند سخت کربن و فلوئور را مستقیماً نمی‌شکنند. در عوض، پیوندهای ضعیف‌تر بین کربن و کلر را می‌شکافند. سپس کلر را با یک گروه اکسیژن و هیدروژن جایگزین می‌کنند که مولکول را بی‌ثبات می‌کند و احتمال شکستن پیوند فلوئور را بیشتر می‌کند.

تجزیه PFAS کلردار هیچ کاری برای رفع آلودگی بسیاری از انواع دیگر PFAS که حاوی کلر نیستند، انجام نمی دهد. لارنس واکت از دانشگاه مینه‌سوتا می‌گوید: «ما نمی‌خواهیم هر مشکلی را با یک باکتری جادویی حل کنیم.

او می‌گوید، اما درک اینکه چگونه این مولکول‌ها تجزیه می‌شوند می‌تواند به محققان کمک کند جایگزین‌هایی برای PFAS طراحی کنند که با ترکیب بیشتر این «نقاط ضعیف» کلر، با سهولت بیشتری تجزیه می‌شوند. با این حال، این مولکول ها نیز باید مورد آزمایش قرار گیرند تا مطمئن شوید که آنها نیز سمی نیستند.