Un equipo de ingeniería ambiental de UC Riverside ha descubierto especies específicas de bacterias que pueden descomponer ciertos tipos de “químicos permanentes”, un paso más hacia el tratamiento rentable de fuentes de agua potable contaminadas.
Los microorganismos pertenecen al género Acetobacterium y se encuentran comúnmente en ambientes de aguas residuales en todo el mundo.
Las sustancias químicas persistentes, también conocidas como sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas, o PFAS, se llaman así porque tienen enlaces químicos carbono-flúor obstinadamente fuertes, lo que las hace persistentes en el medio ambiente.
Los microorganismos descubiertos por los científicos de la UCR y sus colegas pueden romper estos rígidos enlaces de flúor a carbono, informaron en la revista el miércoles 17 de julio. Avances en la ciencia.
“Este es el primer descubrimiento de una bacteria que puede degradar las estructuras de PFAS”, dijo el autor correspondiente del estudio y profesor asociado de la Facultad de Ingeniería Bourns de la UCR en el Departamento de Ingeniería Química y Ambiental.
Los hombres advirtieron que las bacterias sólo eran efectivas en compuestos PFAS insaturados, que tienen enlaces de carbono a carbono en su estructura química.
Pero lo más importante es que los científicos también identificaron enzimas específicas en las bacterias que son necesarias para romper los enlaces carbono-flúor. El descubrimiento abre la puerta a los bioingenieros para mejorar estas enzimas para que puedan ser efectivas en otros compuestos de PFAS. (Las enzimas son proteínas que actúan como catalizadores de reacciones bioquímicas).
“Si podemos entender el mecanismo, tal vez podamos encontrar enzimas similares basadas en los rasgos moleculares identificados y encontrar enzimas más eficientes”, dijo Men. “Además, si podemos diseñar alguna enzima nueva basada en la comprensión mecanicista o modificar una enzima conocida, podremos hacerla más eficiente y trabajar con una gama más amplia de moléculas de PFAS”.
El año pasado, los hombres publicaron un artículo que identifica otros microorganismos que rompen los enlaces carbono-cloro en los compuestos clorados de PFAS, catalizando una defluoración en gran medida espontánea y destruyendo este grupo de contaminantes. El último descubrimiento amplía enormemente la cantidad de compuestos de PFAS que pueden ser biodegradables. El uso de bacterias para tratar el agua subterránea es rentable porque los microorganismos destruyen los contaminantes antes de que el agua llegue al pozo. Este proceso implica enriquecer el agua subterránea con especies de bacterias preferenciales con nutrientes para aumentar su número.
Debido a que los compuestos PFAS se han relacionado con el cáncer y otros trastornos de la salud humana, la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA) impuso límites a la calidad del agua a principios de este año que limitan los niveles a solo cuatro partes por billón en el agua del grifo del país, lo que limita permanentemente los químicos. irritar a los proveedores de agua. Para encontrar soluciones de limpieza de PFAS.
Los compuestos de PFAS se utilizaron ampliamente en miles de productos de consumo a partir de la década de 1940 debido a su capacidad para resistir el calor, el agua y los lípidos. Ejemplos de productos que contienen PFAS incluyen espuma contra incendios, envoltorios de papel resistente a la grasa y contenedores como bolsas de palomitas de maíz para microondas, cajas de pizza y envoltorios de dulces. Asimismo, repelentes de manchas y agua utilizados en alfombras, tapizados, telas y otros tejidos; Según la EPA.
El título del artículo es “Los sistemas de bifurcación de electrones y eflujo de fluoruro en Acetobacterium spp. impulsan la defluoración de ácidos carboxílicos insaturados perfluorados”. Yaochun Yu es el autor principal. Fue estudiante científico visitante y científico postdoctoral de la UCR antes de unirse al Instituto Federal Suizo de Ciencia y Tecnología Acuáticas, o EVAG, en 2022.
Además de Yu y Man, los coautores son Fengjun Xu, Weiyang Zhao, Calvin Thoma, Shun Che, Jack E. Richman, Bosen Jin, Yiwen Zhu, Yue Xing y Lawrence Wackett.
