Tämä löytö, joka on julkaistu Science of the Total Environment -lehdessä, osoittaa, että Labrys portucalensis F11 -bakteeri voi metaboloida yli 90 %:a perfluoro-oktaanisulfonaatista (PFOS) 100 päivän aikana. PFOS, yksi kestävimmistä PFAS-yhdisteistä, on luokiteltu vaaralliseksi Yhdysvaltojen ympäristönsuojeluviraston toimesta.
Bakteeri F11 on myös hajottanut merkittävän osan kahdesta muusta PFAS-tyypistä. Tämä kyky hajottaa erityisen kestäviä hiili-fluori-sidoksia on merkittävä edistysaskel. Tutkijat ovat huomauttaneet, että F11 voi jopa poistaa fluoridit syntetisoiduista metaboliiteista, mikä vähentää niiden myrkyllisyyttä.
PFAS-yhdisteitä on käytetty 1950-luvulta lähtien erilaisissa tuotteissa, ja ne ovat tunnetusti vaikeita hajottaa. Kuitenkin jotkut bakteerit, kuten F11, ovat kehittyneet käyttämään näitä aineita hiilen lähteenä, mikä on elintärkeä sopeutuminen niiden selviytymiselle saastuneissa ympäristöissä.
Tutkimus paljasti myös, että F11, joka eristettiin saastuneelta teollisuusalueelta Portugalista, voi hajottaa PFAS-yhdisteitä jopa ilman muita hiilen lähteitä. Tämä löytö avaa mahdollisuuksia jäteveden käsittelyyn ja maaperän puhdistamiseen.
Tutkijat aikovat nyt tutkia, kuinka PFAS-yhdisteiden hajottamista F11:llä voitaisiin nopeuttaa säätämällä ympäristöolosuhteita ja tuomalla kilpailullisia hiilen lähteitä. Tämä voisi sisältää bakteerin lisäämisen aktiivilietteeseen puhdistamoissa tai sen suoran injektoinnin saastuneille alueille.
Tämä tutkimus edustaa lupaavaa askelta PFAS-yhdisteiden hallinnassa, vaikka lisätutkimuksia tarvitaan F11:n tehokkuuden optimointiin ja sen hajotuspotentiaalin täydelliseen ymmärtämiseen. Bakteerien käyttö puhdistuksessa voisi tarjota kestävän ja ekologisen ratkaisun jatkuvaan ympäristöongelmaan.
Kuinka bakteerit hajottavat PFAS-yhdisteitä?
PFAS-yhdisteet ovat luonteeltaan erittäin stabiileja hiili-fluori-sidoksia, mikä tekee niistä vastustuskykyisiä luonnolliselle hajotukselle. Kuitenkin jotkut bakteerit, kuten Labrys portucalensis F11, ovat kehittäneet mekanismeja näiden sidosten katkaisemiseksi. Ne käyttävät hiiliatomeja energialähteenä samalla, kun ne irrottavat ja poistavat fluoriatomit.Tämä hajotusprosessi on monimutkainen ja vaatii erityisiä olosuhteita. Bakteerien on oltava altistuneina korkeille PFAS-pitoisuuksille, usein ympäristöissä, joissa niillä ei ole pääsyä muihin hiilen lähteisiin. Tämä pakottaa ne sopeuttamaan aineenvaihduntaansa hyödyntääkseen näitä kemikaaleja ravintona.
PFAS-yhdisteiden hajottaminen bakteerien avulla tuottaa myös metaboliitteja, joista jotkut voivat edelleen sisältää fluoria. Kuitenkin joissakin tapauksissa näitä metaboliitteja hajotetaan edelleen, mikä vähentää niiden mahdollista myrkyllisyyttä. Tämä kyky hajottaa ei vain PFAS-yhdisteitä vaan myös niiden sivutuotteita on ratkaisevan tärkeää tehokkaalle puhdistukselle.
Tutkimus bakteerien aiheuttamasta PFAS-yhdisteiden hajottamisesta on edelleen käynnissä, ja tutkimukset pyrkivät ymmärtämään, kuinka tätä prosessia voitaisiin optimoida. Tämä sisältää erilaisten bakteerikantojen, ympäristöolosuhteiden ja hajotuksen nopeuttamismenetelmien tutkimisen, tarjoten siten lupaavia näkymiä pysyvien saasteiden hallintaan.
Mitkä ovat PFAS-yhdisteiden hajottamisen ongelmat?
PFAS-yhdisteiden hajottamisessa on useita suuria ongelmia. Ensinnäkin hiili-fluori-sidosten vakaus tekee näistä aineista äärimmäisen vastustuskykyisiä luonnolliselle hajotukselle. Tämä tarkoittaa, että perinteiset saasteiden käsittelymenetelmät ovat usein tehottomia PFAS-yhdisteitä vastaan.Toinen haaste on PFAS-yhdisteiden monimuotoisuus. Tässä kategoriassa on tuhansia erilaisia yhdisteitä, joilla on omat kemialliset ominaisuutensa. Tämä vaikeuttaa yleisten hajotusratkaisujen löytämistä, mikä vaatii erityisiä lähestymistapoja jokaiselle PFAS-tyypille.
Lopuksi PFAS-yhdisteiden hajottaminen voi tuottaa metaboliitteja, jotka, vaikka olisivatkin vähemmän kestäviä, voivat silti olla myrkyllisiä. On siis ratkaisevan tärkeää ymmärtää ja hallita näitä sivutuotteita varmistaakseen täydellinen ja turvallinen puhdistus.
Huolimatta näistä haasteista, edistysaskeleet bakteerien aiheuttaman PFAS-yhdisteiden hajottamisen ymmärtämisessä tarjoavat toivoa. Hyödyntämällä bakteerien luonnollisia kykyjä tutkijat toivovat kehittävänsä tehokkaita ja kestäviä menetelmiä näiden saasteiden poistamiseksi ympäristöstä.