Riverside’daki California Üniversitesi’ndeki bilim adamları, “sonsuza dek kimyasallar” veya PFAS olarak bilinen inatçı bir kirletici grubunu bozabilen iki bakteri türü belirlediler. Bu doğal olarak oluşan bakteriler, bu kirleticilerdeki kimyasal bağları kırarak onları zararsız hale getirir ve endüstriyel kirleticileri temizlemek için uygun maliyetli, biyolojik bir yaklaşım sunar.
Araştırmacılar kısa süre önce, PFAS olarak da bilinen klorlu “sonsuza dek kimyasalları” parçalayabilen, doğal olarak oluşan iki bakteri keşfettiler.
Riverside, California Üniversitesi’nde kimya ve çevre mühendisliği alanında uzman bilim adamları, toprakta bir tür inatçı bakteriyi parçalayabilen iki tür bakteri keşfettiler. “sonsuza kadar kimyasallar”, endüstriyel kirleticilerin düşük maliyetli biyolojik temizliği için umut veriyor.
Bourns College of Engineering’den Yardımcı Profesör Yujie Men ve ekibi, bu bakterilerin, özellikle kimyasal yapılarında bir veya daha fazla klor atomu içerenler olmak üzere, PFAS olarak bilinen, per- ve poli-floroalkil maddelerin belirli bir alt grubunu yok edebildiğini keşfettiler. Bulguları bilimsel dergi Nature Water’da yayınlandı.
Sağlıksız sonsuza kadar kimyasallar, alışılmadık derecede güçlü karbon-flor bağları nedeniyle çevrede onlarca yıl veya çok daha uzun süre kalır. Dikkat çekici bir şekilde, UCR ekibi bakterilerin kirleticinin klor-karbon bağlarını parçaladığını ve bunun kalıcı kimyasal yapıları yok eden ve zararsız hale getiren bir reaksiyonlar zincirini başlattığını buldu.
Kaliforniya Üniversitesi, Riverside, Yardımcı Doçent Yulie Men ve yüksek lisans öğrencisi Josen Jin. Kaynak: UCR fotoğrafı, Sizhuo Zhang
“Keşfettiğimiz şey, bakterilerin önce karbon-klor bağını parçalayarak kararsız ara ürünler üretebildiğidir,” dedi Men. “Ve sonra bu kararsız ara maddeler, karbon-flor bağının bölünmesi olan kendiliğinden florsuzlaştırmaya maruz kalır.”
Klorlu PFAS, binlerce bileşikten oluşan sonsuz kimyasal ailede büyük bir gruptur. Endüstride kullanılan çeşitli yanıcı olmayan hidrolik sıvıları ve çeşitli endüstriyel, paketleme ve elektronik uygulamalarda nem bariyeri görevi gören kimyasal olarak kararlı filmler yapmak için kullanılan bileşikleri içerir.
Men’s grubu tarafından tanımlanan iki bakteri türü – Desulfovibrio aminophilus ve Sporomusa sphaeroides – doğal olarak bulunur ve yer altı sularının PFAS ile kirlenmiş olabileceği yer altı mikrobiyomlarında yaşadıkları bilinmektedir. Hızlandırılmış temizlik için, bakteriyel büyümeyi teşvik etmek için metanol gibi ucuz bir besin maddesi yeraltı suyuna enjekte edilebilir. Men, bunun kirleticileri daha etkili bir şekilde yok etmek için bakterilerin varlığını büyük ölçüde artıracağını söyledi. Bakteriler halihazırda mevcut değilse kirlenmiş suya bakteri türlerinden biri aşılanabilir.
Biyolojik temizleme sürecinin kavramsal bir görüntüsü. Kredi: UCR grafiği, Evan Fields
Men, makalenin ilgili yazarı ve UCR kimya ve çevre mühendisliği yüksek lisans öğrencisi Bosen Jin baş yazardır. Diğer UCR ortak yazarları, doktora sonrası Jinyu Gao; eski postdoc Huaqing Liu; eski yüksek lisans öğrencileri Shun Che ve Yaochun Yu; ve Doçent Jinyong Liu.
Çalışma, Men’in mikropların florlu karboksilik asitler adı verilen inatçı bir PFAS sınıfını parçalayabildiğini gösterdiği önceki çalışmasını genişletiyor.
Mikroplar, Men’in üzerinde çalıştığı endüstriyel solvent trikloretilen veya TCE dahil olmak üzere, petrol sızıntılarının ve diğer endüstriyel kirleticilerin biyolojik temizliği için uzun süredir kullanılmaktadır.
Fakat PFAS’ı temizlemek için mikroorganizmaların kullanılmasıyla ilgili bilinenler hâlâ bilinmiyor. emekleme döneminde, dedi Men. Keşfi büyük umut vaat ediyor çünkü biyolojik tedaviler, eğer etkili kirletici yiyen mikroplar mevcutsa, genellikle kimyasal tedavilerden daha az maliyetli ve daha çevre dostu. Kirletici yiyen mikroplar, yeraltındaki ulaşılması zor yerlere de enjekte edilebilir.
Erkeklerin en son PFAS çalışması, ABD Çevre Koruma Dairesi’nin ülke genelinde PFAS ile kirlenmiş yeraltı sularının temizlenmesini teşvik etmek için yeni yönetmelikler yürürlüğe koymasıyla geldi çünkü bu kimyasallar kanser, böbrek hastalığı ve hormon bozulmaları da dahil olmak üzere bir dizi kötü sağlık etkisine neden oldu.
Referans: “Poliklorofloronun önemli ölçüde flordan arındırılması anaerobik mikrobiyal hidrolitik klor giderme ile tetiklenen karboksilik asitler”, yazan Bosen Jin, Huaqing Liu, Shun Che, Jinyu Gao, Yaochun Yu, Jinyong Liu ve Yujie Men, 15 Mayıs 2023, Nature Water.
DOI: 10.1038/s44221-023-00077-6
Çalışma bağışlarla desteklenmiştir ABD Savunma Bakanlığı Stratejik Çevresel Araştırma ve Geliştirme Programından ve Ulusal Çevre Sağlığı Bilimleri Enstitüsünden.