Algunas bacterias pueden degradar los fuertes enlaces que dan a los “químicos permanentes” su larga vida útil, lo que lleva a posibles tratamientos de bajo costo que podrían purificar el agua de los PFAS que son motivo de preocupación.
PFAS, o Sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas.Son compuestos sintéticos que se encuentran en muchos productos. Contienen fuertes enlaces químicos que no se descompone fácilmentehaciéndolos difíciles de eliminar de nuestro cuerpo y del medio ambiente.
Las PFAS han sido vinculado a una variedad de efectos sobre la saludy en abril pasado, la Agencia de Protección Ambiental Pon límites sobre las concentraciones de seis PFAS comunes en agua potable. Esta iniciativa destacó la necesidad de encontrar formas efectivas de limpiar agua contaminada.
Sin embargo, en un estudio publicado el 17 de julio en la revista Avances científicosLos investigadores informaron por primera vez que cuatro especies de acetobacterias Las PFAS pueden degradar los enlaces de algunas PFAS. Entre ellos se incluyen los PFAS insaturados, cuya estructura química los hace más fáciles de descomponer que los llamados PFAS saturados. Estos químicos incluyen PFMeUPA y FTMeUPA, que aún no están regulados por la EPA.
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«La degradación de PFAS utilizando microbios es una de las tecnologías más buscadas en el tratamiento de aguas residuales y la gestión de residuos». Nirupam Aichprofesor asociado de ingeniería en la Universidad de Nebraska-Lincoln que no participó en la investigación, dijo a WordsSideKick.com en un correo electrónico.
Ya existen enfoques eficaces para abordar las PFAS, entre ellos filtración y tratamiento térmico. Sin embargo, el uso de enfoques biológicos que involucren bacterias podría brindar ventajas únicas. Según los autores del estudio, el método podría ser económico y fácilmente inyectable en las aguas subterráneas debajo de la superficie de la Tierra, donde muchos de los tratamientos existentes son difíciles de aplicar. alrededor de un tercio agua potable en los Estados Unidos.
Los microbios destacados en el nuevo estudio rompen los enlaces carbono-flúor en algunos PFAS insaturados. Este proceso, conocido como defluoración, es causado por enzimas que rompen los enlaces químicos, liberando átomos de fluoruro. Estos átomos normalmente matarían las bacterias. Pero los investigadores descubrieron que acetobacterias Las especies tienen canales especializados que bombean fluoruro fuera de sus células y hacia el medio ambiente, lo que permite que las bacterias sobrevivan.
Esto podría ser parte de un mecanismo de defensa que las bacterias han desarrollado para desintoxicar compuestos que de otro modo las matarían, dijo el autor principal del estudio. Hombres Yujieprofesor asociado en el departamento de ingeniería química y ambiental de la Universidad de California (UC) Riverside, dijo a WordsSideKick.com en un correo electrónico.
Después de identificar las enzimas defluorantes, el equipo buscó en bases de datos genómicas para ver si otras acetobacterias También tenía las mismas enzimas y bombas. Encontraron defluoración acetobacterias Se han encontrado rastros de estas bacterias en muestras de aguas residuales de América del Norte, Europa y partes de África y Asia. Otra evidencia sugiere que también podrían encontrarse en el suelo y el agua subterránea, anotaron los autores del estudio. acetobacterias Estas especies se encuentran comúnmente en las aguas residuales, pero se sabe poco sobre ellas y sus enzimas defluorantes, dijo Men.
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En trabajos anteriores, Men y sus colegas identificaron otras bacterias que podrían descomponer el carbono-cloro Los enlaces que se encuentran en algunos PFAS desencadenan una reacción que declora y luego destruye los químicos eternos. El descubrimiento más reciente de los científicos se suma a la cantidad de compuestos PFAS conocidos que los microbios pueden descomponer.
Esta línea de investigación podría guiar la búsqueda de más bacterias que degraden los PFAS, lo que conduciría al descubrimiento de nuevas enzimas y al desarrollo de biotecnologías que aceleren estos procesos naturales, afirmó Men.
La degradación microbiana de las PFAS normalmente implica el uso de microbios en el tratamiento de aguas residuales para degradar las PFAS antes de que el agua se desinfecte y se devuelva al suministro de agua potable, dijo Aich. El principal desafío de este enfoque es la escasez de microbios capaces de romper los enlaces carbono-flúor. Aunque los microbios son capaces de descomponer las sustancias químicas, la velocidad de degradación puede ser lenta.
Este estudio es uno de los primeros en proporcionar información sobre los mecanismos específicos y las enzimas bacterianas que podrían aislarse y mejorarse para aumentar estas tasas de degradación, dijo Aich.
Los investigadores están trabajando actualmente en interfaces material-microbio que combinan la capacidad de desfluoración de las bacterias con materiales que potencian la descomposición de las PFAS. Las propiedades de estos materiales cambian en respuesta a los campos eléctricos, lo que les permite destruir cualquier subproducto dejado por las enzimas bacterianas, dijo. Chong LiuProfesor asociado de química y bioquímica en UCLA que dirigió la investigación de la interfaz. Entonces, las interfaces entre materiales y microbios proporcionan un doble golpe rápido para los PFAS, dijo Liu a WordsSideKick.com en un correo electrónico.
Se necesita más investigación para analizar la bioquímica exacta de las enzimas defluorantes y su efecto potencial a mayor escala, dijo Men.
«Es muy poco probable que los microbios aislados puedan convertirse en una solución integral a la contaminación por PFAS», señaló. Sin embargo, su trabajo abre perspectivas para el uso de bacterias en biotecnologías que podrían funcionar solas o en combinación con otros enfoques.
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