科学家发现细菌可以分解某些“永久化学物质”

研究人员最近发现了两种天然细菌,它们能够分解氯化的“永久化学物质”,也被称为PFAS。

加州大学河滨分校(University of California, Riverside)化学与环境工程专业的科学家们在土壤中发现了两种细菌,它们能够分解一类顽固的“永久化学物质”,这给低成本生物清除工业污染物带来了希望。


助理教授Yujie Men和她在伯恩斯工程学院的团队发现,这些细菌能够根除一种特定的单氟烷基和多氟烷基物质,即PFAS,特别是那些在其化学结构中含有一个或多个氯原子的物质。他们的研究结果发表在科学杂志《自然水》上。


不健康的化学物质会在环境中存在几十年甚至更长时间,因为它们的碳-氟键异常强大。值得注意的是,UCR的研究小组发现,细菌会破坏污染物的氯-碳键,从而引发一系列反应,破坏永久的化学结构,使其无害。


“我们发现细菌可以先进行碳氯键裂解,产生不稳定的中间产物,”Men说。“然后这些不稳定的中间产物会自发地去氟化,这是碳氟键的分裂。”


氯化PFAS是化学家族中数千种化合物中的一大类。它们包括工业中使用的各种不易燃液压油和用于制造化学稳定薄膜的化合物,这些薄膜在各种工业、包装和电子应用中充当防潮屏障。


Men的研究小组发现的这两种细菌——嗜氨Desulfovibrio aminophilus和球形孢子菌(Sporomusa sphaeroides)——是自然产生的,已知它们生活在地下水可能被PFAS污染的地下微生物群中。为了加速清理,可以将一种廉价的营养物,如甲醇,注入地下水以促进细菌生长。这将大大增加细菌的存在,更有效地破坏污染物,Men说。如果细菌不存在,受污染的水可以接种其中一种细菌。


Men是该论文的通讯作者,UCR化学与环境工程研究生Bosen Jin是第一作者。UCR的其他合作作者包括博士后高金宇;原博士后刘华清;原研究生车顺、余耀春;刘金勇副教授。


这项研究扩展了Men早期的工作,在她的工作中,她证明了微生物可以分解一类顽固的PFAS,称为氟化羧酸。


长期以来,微生物一直被用于石油泄漏和其他工业污染物的生物清理,包括曼研究的工业溶剂三氯乙烯(TCE)。


但是人们对利用微生物清除PFAS的了解仍处于起步阶段,Men说。她的发现显示了巨大的希望,因为如果有有效的食用污染物的微生物,生物治疗通常比化学治疗成本更低,更环保。吞食污染物的微生物也可以注射到地下难以到达的地方。


Men最新的PFAS研究发布之际,美国环境保护署正在颁布新法规,以推动全国范围内PFAS污染地下水的清理工作,因为这些化学物质与一系列健康不良影响有关,包括癌症、肾病和激素紊乱。




作者:加州大学河滨分校


原文链接:https://scitechdaily.com/scientists-discover-bacteria-that-can-break-down-certain-forever-chemicals/


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