امید جدید برای پاکسازی بیولوژیکی کم هزینه آلاینده های صنعتی

دانشمندان مهندسی شیمی و محیط زیست دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید، دو گونه از باکتری‌های موجود در خاک را شناسایی کرده‌اند که دسته‌ای از “مواد شیمیایی برای همیشه” سرسخت را تجزیه می‌کنند و امیدی برای پاکسازی بیولوژیکی کم هزینه آلاینده‌های صنعتی ایجاد می‌کنند.

یوجی من، استادیار کالج مهندسی بورن و همکارانش در UCR، گزارش دادند که این باکتری ها زیرگروهی از مواد پر و پلی فلوروآلکیل یا PFAS را که دارای یک یا چند اتم کلر در ساختار شیمیایی خود هستند، از بین می برند. مجله آب طبیعی

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

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 جدا شدن پیوند کربن و فلوئور است.

یوجی من، استادیار دانشکده مهندسی Bourns

کلر PFAS یک گروه بزرگ در خانواده شیمیایی همیشه 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 – Desulfovibrio aminophilus و Sporomusa sphaeroides – که توسط گروه مردان شناسایی شده‌اند به طور طبیعی وجود دارند و در میکروبیوم‌های زیرزمینی زندگی می‌کنند که آب‌های زیرزمینی ممکن است با PFAS آلوده باشند. 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. Men 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.

عنوان مقاله “دفلور زدایی قابل توجهی از اسیدهای پلی کلروفلوئوروکربوکسیلیک ناشی از دی کلره بی هوازی هیدرولیتیک میکروبی است.” Men نویسنده مربوطه و Bosen Jin، دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی شیمی و محیط زیست UCR، نویسنده اصلی است. سایر نویسندگان UCR پست دکتری Jinyu Gao هستند. فوق دکترای سابق Huaqing Liu; دانشجویان سابق فارغ التحصیل شون چ و یاوچون یو. و دانشیار جینیونگ لیو.

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

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

اما آنچه در مورد استفاده از میکروارگانیسم ها برای پاکسازی PFAS شناخته شده است، هنوز در مراحل اولیه است. کشف او نوید بزرگی را نشان می دهد زیرا درمان های بیولوژیکی، اگر میکروب های آلاینده موثر در دسترس باشند، عموماً نسبت به درمان های شیمیایی هزینه کمتر و سازگار با محیط زیست هستند. میکروب های آلاینده را می توان به مکان های صعب العبور زیرزمینی نیز تزریق کرد.

آخرین مطالعه PFAS مردان 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 نامطلوب سلامتی، از جمله سرطان، بیماری کلیوی و اختلالات هورمونی مرتبط هستند. .