Scienziati di ingegneria chimica e ambientale dell’Università della California, Riverside, hanno identificato due specie di batteri trovati nel suolo che abbattono una classe di “sostanze chimiche eterne” ostinate, dando speranza per la pulizia biologica a basso costo degli inquinanti industriali.
Questi batteri distruggono un sottogruppo di sostanze per- e poli-fluoroalchiliche, o PFAS, che hanno uno o più atomi di cloro all’interno della loro struttura chimica, Yujie Men, un assistente professore al Bourns College of Engineering, e i suoi colleghi dell’UCR, hanno riferito nel rivista Acqua naturale.
Le sostanze chimiche malsane per sempre persistono nell’ambiente per decenni o molto più a lungo a causa dei loro legami carbonio-fluoro insolitamente forti. Sorprendentemente, il team dell’UCR ha scoperto che i batteri scindono i legami cloro-carbonio dell’inquinante, che avvia una catena di reazioni che distruggono le strutture chimiche per sempre, rendendole innocue.
“Quello che abbiamo scoperto è che i batteri possono prima scindere il legame carbonio-cloro, generando intermedi instabili”, ha detto Men. “E poi quegli intermedi instabili subiscono la defluorurazione spontanea, che è la scissione del legame carbonio-fluoro.”
I PFAS clorurati sono un grande gruppo nella famiglia chimica per sempre di migliaia di composti. Includono una varietà di fluidi idraulici non infiammabili utilizzati nell’industria e composti utilizzati per realizzare pellicole chimicamente stabili che fungono da barriere contro l’umidità in varie applicazioni industriali, di imballaggio ed elettroniche.
Le due specie di batteri… Desulfovibrio aminophilus E Sporomusa sphaeroides — identificati dal gruppo degli uomini sono presenti in natura e sono noti per vivere nei microbiomi sotterranei dove le acque sotterranee possono essere contaminate da PFAS. Per pulizie rapide, un nutriente poco costoso, come il metanolo, potrebbe essere iniettato nelle acque sotterranee per promuovere la crescita batterica. Ciò aumenterebbe notevolmente la presenza dei batteri per distruggere gli inquinanti in modo più efficace, ha detto Men. Se i batteri non sono già presenti, l’acqua contaminata potrebbe essere inoculata con una delle specie batteriche.
Il titolo dell’articolo è “Defluorurazione sostanziale degli acidi policlorofluorocarbossilici innescata dalla diclorurazione idrolitica microbica anaerobica”. Men è l’autore corrispondente e Bosen Jin, uno studente laureato in ingegneria chimica e ambientale dell’UCR, è l’autore principale. Altri coautori dell’UCR sono il postdoc Jinyu Gao; l’ex postdoc Huaqing Liu; ex studenti laureati Shun Che e Yaochun Yu; e il professore associato Jinyong Liu.
Lo studio si espande sul lavoro precedente di Men, in cui ha dimostrato che i microbi possono abbattere una classe ostinata di PFAS chiamati acidi carbossilici fluorurati.
I microbi sono stati a lungo utilizzati per la pulizia biologica di fuoriuscite di petrolio e altri inquinanti industriali, incluso il solvente industriale tricloroetilene o TCE, che Men ha studiato.
Ma ciò che si sa sull’uso di microrganismi per ripulire PFAS è ancora agli inizi, ha detto Men. La sua scoperta mostra una grande promessa perché i trattamenti biologici, se sono disponibili microbi mangiatori di inquinanti efficaci, sono generalmente meno costosi e più rispettosi dell’ambiente rispetto ai trattamenti chimici. I microbi mangiatori di sostanze inquinanti possono anche essere iniettati in luoghi sotterranei difficili da raggiungere.
L’ultimo studio PFAS degli uomini arriva mentre l’Agenzia per la protezione ambientale degli Stati Uniti sta promulgando nuove normative per stimolare la pulizia dei siti di acque sotterranee contaminate da PFAS in tutta la nazione perché queste sostanze chimiche sono state collegate a una serie di effetti sulla salute, tra cui cancro, malattie renali e interruzioni ormonali .
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