Бактерии разрушают некоторые «вечные химикаты», разрывая прочные связи фтор–углерод
Инженеры-экологи из Калифорнийского университета в Риверсайде обнаружили конкретные виды бактерий, способные разрушать определённые типы «вечных химикатов» (PFAS). Это шаг к созданию недорогих методов очистки загрязнённых источников питьевой воды.
Микроорганизмы относятся к роду Acetobacterium и широко распространены в сточных водах по всему миру.
PFAS (пер- и полифторалкильные вещества) получили название «вечных» из-за чрезвычайно прочных химических связей углерод–фтор, обеспечивающих их устойчивость в окружающей среде.
Обнаруженные микроорганизмы способны разрывать эти связи, о чём учёные сообщили 17 июля в журнале Science Advances.
«Это первое открытие бактерии, способной к восстановительному дефторированию структур PFAS», — заявила Юцзе Мэнь, автор-корреспондент исследования.
Мэнь отметила, что бактерии эффективны только в отношении ненасыщенных PFAS, имеющих в структуре двойные связи углерод–углерод.
Ключевым открытием стало также выявление конкретных ферментов в этих бактериях, ответственных за разрыв связи углерод–фтор. Это открывает путь для биоинженеров, которые могут улучшить эти ферменты для борьбы с другими типами PFAS.
«Если мы поймём механизм, то, возможно, сможем найти похожие ферменты… Также мы могли бы спроектировать новый фермент или модифицировать известный, чтобы сделать его более эффективным и работающим с более широким спектром молекул PFAS», — пояснила Мэнь.
В 2023 году Мэнь опубликовала работу, идентифицировавшую микроорганизмы, разрушающие связь углерод–хлор в хлорированных PFAS. Новое открытие значительно расширяет список PFAS, которые можно уничтожить биологическим путём.
Бактериальная очистка грунтовых вод — экономически эффективный метод, так как микроорганизмы разрушают загрязнители до того, как вода попадёт в скважины. Технология предполагает закачку в водоносный горизонт нужных бактерий вместе с питательными веществами для их размножения.
Поскольку PFAS связывают с раком и другими заболеваниями, Агентство по охране окружающей среды США (EPA) ввело в этом году жёсткие ограничения на их содержание в водопроводной воде (до 4 частей на триллион), что стимулировало поиск решений по очистке.
PFAS начали широко использоваться в потребительских товарах с 1940-х годов благодаря устойчивости к нагреванию, воде и жирам. Примеры: противопожарная пена, водо- и жироотталкивающая упаковка, а также пропитки для тканей и ковров.