En una serie de pruebas de laboratorio, una bacteria del suelo relativamente común ha demostrado su capacidad para descomponer la clase de contaminantes difíciles de eliminar llamada PFAS, dijeron investigadores de la Universidad de Princeton.
La bacteria, la bacteria Acidimicrobium A6, eliminó el 60% de PFAS _específicamente ácido perfluorooctanoico PFOA y sulfonato de perfluorooctano PFOS _ en viales de laboratorio durante 100 días de observación, informaron los investigadores en un artículo del 18 de septiembre en la revista Ciencia y tecnología ambiental . Debido a sus preocupaciones de salud y su ubicuidad, la EPA ha abierto recientemente un esfuerzo de investigación sobre el impacto de los químicos en el agua potable. Peter Jaffe, el investigador principal y profesor de ingeniería civil y ambiental en Princeton, dijo que los investigadores estaban muy animados avea que estas bacterias degradan sustancialmente la famosa clase de productos químicos recalcitrantes, pero advirtió que se necesitaba más trabajo antes de llegar a un tratamiento viable.
"Esta es una prueba de concepto", dijo Jaffe, el profesor de Ingeniería Civil William L. Knapp '47. "Nos gustaría elevar la remoción y luego probarla en el campo".
PFAS sustancias Per y polifluoroalquilo se han utilizado ampliamente en productos desde sartenes antiadherentes hasta espuma contra incendios, y la Agencia de Protección Ambiental ha dicho que hay evidencia de que la exposición al PFAS es perjudicial para la salud humana.Los fabricantes han eliminado varias versiones de PFAS en sus productos. Pero la sustancia es de larga duración y extremadamente difícil de eliminar del suelo y del agua subterránea. En los últimos años, los gobiernos locales han estado buscando formas de reducir la cantidad de PFAS en los suministros de agua.
Debido a la fuerza del enlace carbono-flúor, estos químicos son extremadamente difíciles de eliminar por medios convencionales. Pero Jaffe y el co-investigador, Shan Huang, un investigador asociado en Princeton, sospecharon que el Acidimicrobium A6 podría ser eficaz.remedio.
Los investigadores comenzaron a trabajar con la bacteria hace varios años cuando investigaron un fenómeno en el que el amonio se descompuso en suelos ácidos y ricos en hierro en humedales de Nueva Jersey y lugares similares. Debido a que eliminar el amonio es una parte crítica del tratamiento de aguas residuales, elLos investigadores querían entender qué había detrás del proceso, llamado Feammox. En su investigación inicial en 2013, Jaffe y sus colegas investigadores extrajeron muestras de suelo del humedal Assunpink en las afueras de Trenton. Cultivaron las muestras en el laboratorio con un ojo para identificar los microorganismos responsables deEl proceso de Feammox. Los investigadores descubrieron que la reacción de Feammox se produjo en presencia de Acidimicrobium A6, pero que requirió varios años de trabajo minucioso para aislar este organismo y cultivarlo como un cultivo puro.
Un desafío al trabajar con Acidimicrobium A6 es la demanda de la bacteria de hierro tanto para crecer como para eliminar compuestos como el amonio. Jaffe, junto con los estudiantes de posgrado Weitao Shuai y Melany Ruiz, ahora investigadora postdoctoral en Rutgers, determinaron que podían sustituirlos.un ánodo eléctrico para el hierro en los reactores de laboratorio. Esto permitió a los investigadores cultivar estas bacterias más fácilmente y trabajar con ellas; también presentó una posible forma de desarrollar reactores para la remediación en ausencia de hierro.
Cuando secuenciaron el genoma del Acidimicrobium A6, los investigadores notaron ciertas características que abrieron la posibilidad de que la bacteria pudiera ser efectiva para eliminar el PFAS.
"Sabíamos que este era un gran desafío ambiental, encontrar un organismo que pudiera degradar estos compuestos orgánicos perfluorados", dijo Jaffe.
Para probar su hipótesis, los investigadores sellaron muestras de Acidimicrobium A6 en recipientes de laboratorio y luego probaron la capacidad de las bacterias para descomponer los compuestos en los reactores de laboratorio.
Después de 100 días, los investigadores detuvieron la prueba y determinaron que las bacterias habían eliminado el 60 por ciento de los contaminantes y liberaron una cantidad equivalente de fluoruro en el proceso. Jaffe dijo que el período de 100 días fue una duración arbitraria seleccionada para el experimento, yque las incubaciones más largas pueden dar lugar a una mayor eliminación de PFAS. Los investigadores también planean variar las condiciones en el reactor para encontrar las condiciones óptimas para la eliminación de PFAS.
Acidimicrobium A6 prospera en condiciones de bajo oxígeno, lo que lo hace particularmente efectivo para la remediación del suelo y las aguas subterráneas y le permite funcionar sin aireación costosa. Sin embargo, estas bacterias también requieren condiciones de hierro y suelo ácido. Jaffe dijo que esto podría limitar su despliegue, peroajustar las condiciones del suelo también podría permitir que las bacterias funcionen en áreas que no cumplen naturalmente con estos requisitos. Al observar el trabajo previo sobre la reducción de amonio por Acidimicrobium A6 en columnas de suelo, humedales artificiales y reactores electroquímicos, Jaffe dijo que los investigadores creen que esto también podría serhecho para la remediación de PFAS.
Jaffe dijo que los investigadores también están trabajando con Mohammad R. Seyedsayamdost, profesor asociado de química, y colegas en el departamento de química para comprender mejor las enzimas involucradas en el proceso de defluorinación. Caracterizar esas enzimas podría proporcionar información que aumente la efectividad en la remediación.
El apoyo para la investigación fue proporcionado en parte por el Fondo Helen Shipley Hunt.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Princeton, Escuela de Ingeniería . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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