Tim stručnjaka za okolišno inženjerstvo na Sveučilištu California Riverside otkrio je specifične bakterije koje mogu uništiti određene vrste per- i polifluoroalkilnih tvari (PFAS), što predstavlja važan korak ka povoljnijim metodama za pročišćavanje kontaminiranih izvora pitke vode.

Ove bakterije, koje pripadaju rodu Acetobacterium, uobičajeno se nalaze u okolišima otpadnih voda diljem svijeta.

PFAS, poznate i kao "vječne kemikalije", naziv su dobile zbog svojih izrazito stabilnih veza između ugljika i fluora, koje im omogućuju dugotrajnu prisutnost u okolišu.

Prema istraživanju objavljenom u časopisu Science Advances, znanstvenici sa Sveučilišta California Riverside i njihovi suradnici otkrili su da ove bakterije mogu razbiti snažne veze između fluora i ugljika.

Novi pomaci u razumijevanju PFAS-a
"Prvi put smo otkrili bakteriju koja može provesti reduktivnu defluorinaciju struktura PFAS-a," rekao je Yujie Men, glavni autor studije i izvanredni profesor na Odjelu za kemijsko i okolišno inženjerstvo Bourns College of Engineering na UCR-u.

Men je istaknuo da su ove bakterije učinkovite samo na nezasićene PFAS spojeve, koji imaju dvostruke veze između ugljikovih atoma u svojoj kemijskoj strukturi.

Znanstvenici su također identificirali specifične enzime u ovim bakterijama koji su ključni za razbijanje veza između ugljika i fluora. Ovo otkriće otvara mogućnosti za bioinženjere da unaprijede ove enzime kako bi bili učinkovitiji na drugim PFAS spojevima. (Enzimi su proteini koji djeluju kao katalizatori za biokemijske reakcije.)

Potencijal za bioinženjering
"Ako možemo razumjeti mehanizam, možda možemo pronaći slične enzime na temelju identificiranih molekularnih svojstava i odabrati učinkovitije," rekao je Men. "Također, ako možemo dizajnirati neki novi enzim ili izmijeniti poznati enzim na temelju mehanističkog razumijevanja, mogli bismo ga učiniti učinkovitijim i sposobnim za rad s većim rasponom PFAS molekula."

Prošle godine, Men je objavio rad u kojem je identificirao druge mikroorganizme koji razbijaju veze između ugljika i klora u kloriranim PFAS spojevima, što potiče značajnu spontanu defluorinaciju i uništava ovu skupinu zagađivača. Najnovije otkriće značajno proširuje broj PFAS spojeva koji se mogu biološki uništiti.

Ekonomična metoda za pročišćavanje vode
Upotreba bakterija za tretiranje podzemnih voda je ekonomski isplativa jer mikroorganizmi uništavaju zagađivače prije nego voda dospije do bunara. Proces uključuje ubrizgavanje podzemne vode s odabranim vrstama bakterija zajedno s hranjivim tvarima kako bi se povećao njihov broj.

S obzirom na to da su PFAS spojevi povezani s karcinomom i drugim zdravstvenim problemima, Američka agencija za zaštitu okoliša (EPA) ove je godine nametnula ograničenja kvalitete vode, koja ograničavaju određene vječne kemikalije na samo četiri dijela na trilijun u vodi iz slavine, što potiče pružatelje vode da pronađu rješenja za čišćenje PFAS-a.

PFAS spojevi naširoko se koriste u tisućama potrošačkih proizvoda od 1940-ih zbog njihove sposobnosti da odolijevaju toplini, vodi i lipidima. Primjeri proizvoda koji sadrže PFAS uključuju pjene za gašenje požara, papirne omote i posude otporne na masnoće kao što su vrećice za kokice za mikrovalnu pećnicu, kutije za pizzu i omoti za slatkiše; također, sredstva za odbijanje mrlja i vode koja se koriste na tepisima, tapeciranom namještaju, odjeći i drugim tkaninama, prema EPA-i.

Naslov rada je "Sustavi bifurkacije elektrona i efluksa fluora u vrstama Acetobacterium pokreću defluorinaciju perfluoriranih nezasićenih karboksilnih kiselina." Yaochun Yu je glavni autor. On je bio gostujući studentski znanstvenik i postdoktorand na UCR-u prije nego što se 2022. pridružio Švicarskom federalnom institutu za znanost i tehnologiju voda (Eawag).

Uz Yu-a i Mena, koautori su Fengjun Xu, Weiyang Zhao, Calvin Thoma, Shun Che, Jack E. Richman, Bosen Jin, Yiwen Zhu, Yue Xing i Lawrence Wackett.

Izvor: UNIVERSITY OF CALIFORNIA