In una serie di test di laboratorio, un batterio del suolo relativamente comune ha dimostrato la sua capacità di abbattere la classe di inquinanti difficili da rimuovere chiamata PFAS, hanno detto i ricercatori della Princeton University.

Il batterio, Acidimicrobium batterio A6, rimosso il 60% di PFAS _specificamente acido perfluoroottanoico (PFOA) e perfluoroottano solfonato (PFOS) _ in fiale da laboratorio oltre 100 giorni di osservazione, i ricercatori hanno riportato in un articolo del 18 settembre sulla rivista Scienze e tecnologie ambientali . A causa dei loro problemi di salute e della loro ubiquità, L'EPA ha recentemente avviato uno sforzo di ricerca sull'impatto delle sostanze chimiche nell'acqua potabile. Pietro Jaffe, il ricercatore capo e professore di ingegneria civile e ambientale a Princeton, ha affermato che i ricercatori sono stati molto incoraggiati a vedere questi batteri degradare sostanzialmente la famosa classe di sostanze chimiche recalcitranti, ma hanno avvertito che era necessario più lavoro prima di raggiungere un trattamento praticabile.

"Questa è una prova del concetto, " disse Jaffe, il William L. Knapp '47 Professore di Ingegneria Civile. "Vorremmo aumentare la rimozione, e poi vai a provarlo sul campo".

I PFAS (sostanze per- e polifluoroalchiliche) sono stati ampiamente utilizzati in prodotti dalle padelle antiaderenti alla schiuma antincendio, e l'Environmental Protection Agency ha affermato che ci sono prove che l'esposizione a PFAS è dannosa per la salute umana. A causa di ciò, I produttori statunitensi hanno eliminato gradualmente diverse versioni di PFAS nei loro prodotti. Ma la sostanza è longeva ed estremamente difficile da rimuovere dal suolo e dalle acque sotterranee. Negli ultimi anni, i governi locali hanno cercato modi per ridurre la quantità di PFAS nelle forniture idriche.

A causa della forza del legame carbonio-fluoro, queste sostanze chimiche sono estremamente difficili da rimuovere con mezzi convenzionali. Ma Jaffe e co-ricercatore, Shan Huang, uno studioso di ricerca associato a Princeton, sospettava che l'Acidimicrobium A6 potesse essere un rimedio efficace.

I ricercatori hanno iniziato a lavorare con i batteri diversi anni fa, quando hanno studiato un fenomeno in cui l'ammonio si scompone in acido, suoli ricchi di ferro nelle zone umide del New Jersey e luoghi simili. Poiché la rimozione dell'ammonio è una parte fondamentale del trattamento delle acque reflue, i ricercatori volevano capire cosa c'era dietro il processo, chiamato Feammox. Nella loro ricerca iniziale nel 2013, Jaffe e altri ricercatori hanno rimosso campioni di terreno dalla zona umida di Assunpink fuori Trenton. Hanno coltivato i campioni in laboratorio con un occhio per identificare i microrganismi responsabili del processo Feammox. I ricercatori hanno appreso che la reazione Feammox si è verificata in presenza di Acidimicrobium A6, ma ci vollero diversi anni di lavoro scrupoloso per isolare questo organismo e coltivarlo come coltura pura.

Una sfida nel lavorare con Acidimicrobium A6 è la richiesta del batterio di ferro per crescere ed eliminare composti come l'ammonio. Jaffe, insieme agli studenti laureati Weitao Shuai e Melany Ruiz, ora ricercatore post-dottorato alla Rutgers, determinato che potrebbero sostituire un anodo elettrico per il ferro nei reattori di laboratorio. Ciò ha permesso ai ricercatori di coltivare più facilmente questi batteri e di lavorare con loro; ha anche presentato un possibile modo per sviluppare reattori per la bonifica in assenza di ferro.

Quando hanno sequenziato il genoma di Acidimicrobium A6, i ricercatori hanno notato alcune caratteristiche che hanno aperto la possibilità che il batterio potesse essere efficace nella rimozione di PFAS.

"Sapevamo che si trattava di una grande sfida ambientale, per trovare un organismo che potrebbe degradare queste sostanze organiche perfluorurate, " disse Jaffe.

Per verificare la loro ipotesi, i ricercatori hanno sigillato campioni di Acidimicrobium A6 in contenitori di laboratorio e poi hanno testato la capacità dei batteri di abbattere i composti nei reattori di laboratorio.

Dopo 100 giorni, i ricercatori hanno interrotto il test e hanno determinato che i batteri avevano rimosso il 60 percento dei contaminanti e rilasciato una quantità equivalente di fluoro nel processo. Jaffe ha detto che il periodo di 100 giorni era una lunghezza arbitraria selezionata per l'esperimento, e che incubazioni più lunghe potrebbero comportare una maggiore rimozione di PFAS. I ricercatori hanno anche in programma di variare le condizioni nel reattore per trovare le condizioni ottimali per la rimozione dei PFAS.

Acidimicrobium A6 prospera in condizioni di scarsa ossigeno, che lo rende particolarmente efficace per la bonifica del suolo e delle acque sotterranee e gli consente di funzionare senza una costosa aerazione. Però, questi batteri richiedono anche ferro e condizioni del suolo acide. Jaffe ha detto che questo potrebbe limitare il loro impiego, ma la regolazione delle condizioni del suolo potrebbe anche consentire ai batteri di funzionare in aree che non soddisfano naturalmente questi requisiti. Notando il lavoro precedente sulla riduzione dell'ammonio da parte di Acidimicrobium A6 nelle colonne del suolo, zone umide costruite, e i reattori elettrochimici, Jaffe ha affermato che i ricercatori ritengono che ciò potrebbe essere fatto anche per la bonifica del PFAS.

Jaffe ha detto che i ricercatori stanno anche lavorando con Mohammad R. Seyedsayamdost, professore associato di chimica, e colleghi del dipartimento di chimica per comprendere meglio gli enzimi coinvolti nel processo di defluorurazione. La caratterizzazione di tali enzimi potrebbe fornire approfondimenti che aumentano l'efficacia della bonifica.