Ученые обнаружили бактерии, которые могут расщеплять некоторые «вечные химикаты»

Калифорнийский университет – Риверсайд, 23 июля 2023 г.

Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде выявили два вида бактерий, которые могут разлагать устойчивую группу загрязнителей, известную как «вечные химикаты» или PFAS. Эти естественные бактерии могут разрушать химические связи в этих загрязнителях, делая их безвредными и предлагая экономически эффективный биологический подход к очистке промышленных загрязнений.

Ученые, специализирующиеся на химической и экологической инженерии в Калифорнийском университете в Риверсайде, обнаружили в почве два типа бактерий, способных разрушать класс стойких «вечных химикатов», что дает надежду на недорогую биологическую очистку промышленных загрязнителей.

Доцент Юджи Мэн и ее команда из Инженерного колледжа Борнса обнаружили, что эти бактерии способны уничтожать определенную подгруппу пер- и полифторалкильных веществ, известных как PFAS, особенно те, которые содержат один или несколько атомов хлора в своих химических соединениях. состав. Результаты их исследования были опубликованы в научном журнале Nature Water.

Вредные для здоровья навсегда химические вещества сохраняются в окружающей среде в течение десятилетий или намного дольше из-за их необычайно прочных связей между углеродом и фтором. Примечательно, что команда UCR обнаружила, что бактерии расщепляют связи хлор-углерод загрязнителя, что запускает цепочку реакций, которые разрушают навсегда химические структуры, делая их безвредными.

Калифорнийский университет, Риверсайд, доцент Юли Мен и аспирант Джосен Джин. Фото: UCR, фото Сычжуо Чжана.

«Мы обнаружили, что бактерии могут сначала расщеплять связи углерод-хлор, образуя нестабильные промежуточные продукты», — сказал Мен. «А затем эти нестабильные промежуточные соединения подвергаются спонтанному дефторированию, которое представляет собой разрыв связи углерод-фтор».

Хлорированные ПФАВ представляют собой большую группу в вечном химическом семействе, состоящем из тысяч соединений. Они включают в себя различные негорючие гидравлические жидкости, используемые в промышленности, и соединения, используемые для создания химически стабильных пленок, которые служат барьером для влаги в различных промышленных, упаковочных и электронных приложениях.

The two bacteria speciesA species is a group of living organisms that share a set of common characteristics and are able to breed and produce fertile offspring. The concept of a species is important in biology as it is used to classify and organize the diversity of life. There are different ways to define a species, but the most widely accepted one is the biological species concept, which defines a species as a group of organisms that can interbreed and produce viable offspring in nature. This definition is widely used in evolutionary biology and ecology to identify and classify living organisms." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> виды – Desulfovibrio amophilus и Sporomusa sphaeroides – идентифицированные группой Менса, встречаются в природе и, как известно, обитают в подземных микробиомах, где грунтовые воды могут быть загрязнены ПФАС. Для ускорения очистки в грунтовые воды можно впрыскивать недорогое питательное вещество, такое как метанол, чтобы стимулировать рост бактерий. По словам Мена, это значительно увеличит присутствие бактерий и позволит более эффективно уничтожать загрязняющие вещества. Если бактерии еще не присутствуют, загрязненная вода может быть инокулирована одним из видов бактерий.

Концептуальное изображение процесса биологической очистки. Фото: UCR, графика Эвана Филдса.

Мэн является автором-корреспондентом статьи, а Босен Джин, аспирант Калифорнийского университета в области химической и экологической инженерии, является ведущим автором. Другими соавторами UCR являются постдок Цзиньюй Гао; бывший постдок Хуацин Лю; бывшие аспиранты Шунь Че и Яочунь Юй; и доцент Джинён Лю.

Исследование расширяет более раннюю работу Мен, в которой она продемонстрировала, что микробы могут разрушать упрямый класс ПФАС, называемый фторированными карбоновыми кислотами.