کشف باکتری های تجزیه کننده مواد شیمیایی پایدار

محققان به تازگی دو باکتری طبیعی را کشف کرده اند که تجزیه کننده مواد شیمیایی پایدار و کلرداری هستند که به نام PFAS نیز شناخته می شوند.

به گزارش تکناک، دانشمندان متخصص در مهندسی شیمی و محیط زیست در دانشگاه کالیفرنیا، دو نوع باکتری را در خاک کشف کرده‌اند که قادر به شکستن دسته‌ای از مواد شیمیایی همواره سرسخت هستند و امیدی برای پاکسازی بیولوژیکی کم هزینه آلاینده‌های صنعتی ایجاد می‌کنند.

استادیار یوجی من و تیمش در کالج مهندسی بورن متوجه شده اند که این باکتری ها قادرند زیرگروه خاصی از مواد پر و پلی فلوروآلکیل معروف به PFAS را از بین ببرند، به ویژه آنهایی که حاوی یک یا چند اتم کلر در ساختار شیمیایی خود هستند.

در محیط زیست مواد شیمیایی پایدار و ناسالم به دلیل پیوندهای غیرمعمول کربن به فلوئورشان برای چندین دهه یا بیشتر در محیط باقی می مانند. به‌طور قابل‌توجهی، تیم UCR متوجه شدند که باکتری‌ها پیوندهای کلر-کربن این آلاینده ها را می‌شکافند، که زنجیره‌ای از واکنش‌ها را آغاز می‌کند و ساختارهای شیمیایی را برای همیشه از بین می‌برد و آنها را بی‌ضرر می‌کند.

من گفت: آنچه ما کشف کردیم این بود که باکتری ها می توانند ابتدا پیوند کربن-کلر را جدا کنند و واسطه های ناپایدار تولید کنند و سپس آن واسطه های ناپایدار دچار فلوئور زدایی خود به خودی می شوند، که به معنای جدا شدن پیوند کربن و فلوئور است.

PFAS کلردار یک گروه بزرگ در یک خانواده شیمیایی با هزاران ترکیب است. آنها شامل انواع سیالات هیدرولیک غیر قابل اشتعال مورد استفاده در صنعت و ترکیبات مورد استفاده برای ساخت فیلم های شیمیایی پایدار هستند که به عنوان موانع رطوبت در کاربردهای مختلف صنعتی، بسته بندی و الکترونیکی عمل می کنند.

دو گونه باکتری به نام های Desulfovibrio aminophilus و Sporomusa sphaeroides ، که توسط گروه تحقیقاتی پروفسور من شناسایی شده‌اند، به طور طبیعی وجود دارند و در میکروبیوم‌های زیرزمینی که آب‌های زیرزمینی ممکن است با PFAS آلوده شوند، زندگی می‌کنند. برای پاکسازی سریع، یک ماده مغذی ارزان قیمت مانند متانول، می تواند به آب های زیرزمینی تزریق شود تا رشد باکتری ها را تقویت کند. من گفت که این امر حضور باکتری ها را برای از بین بردن موثرتر آلاینده ها افزایش می دهد. اگر باکتری از قبل وجود نداشته باشد، آب آلوده را می توان با یکی از گونه های باکتری تلقیح کرد.

این مطالعه کار قبلی پروفسور من را گسترش می‌دهد که در آن او نشان داد که میکروب‌ها می‌توانند دسته سرسختی از PFAS به نام اسیدهای کربوکسیلیک فلورینه را تجزیه کنند.

مدت‌هاست که از میکروب‌ها برای پاک‌سازی بیولوژیکی نشت نفت و سایر آلاینده‌های صنعتی، از جمله حلال صنعتی تری کلرواتیلن یا TCE ، استفاده می‌شود.

به گفته من، آنچه در مورد استفاده از میکروارگانیسم‌ها برای پاکسازی PFAS شناخته شده است، هنوز در مراحل اولیه است. کشف او نوید بزرگی را نشان می دهد زیرا درمان های بیولوژیکی در صورت در دسترس بودن میکروب های آلاینده موثر، عموماً نسبت به درمان های شیمیایی هزینه کمتر و سازگارتر با محیط زیست هستند. همچنین میکروب های آلاینده را می توان به مکان های صعب العبور زیرزمینی نیز تزریق کرد.

آخرین مطالعه در مورد PFAS در حالی انجام می شود که آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده مقررات جدیدی را برای تشویق به پاکسازی مکان های آب زیرزمینی آلوده به PFAS در سراسر کشور منتشر می کند زیرا این مواد شیمیایی با مجموعه ای از اثرات بد سلامتی از جمله سرطان، بیماری کلیوی و اختلالات هورمونی مرتبط هستند.