특정 "영원한 화학물질"에 대한 생물학적 정화 발견

캘리포니아 대학교 리버사이드 캠퍼스의 화학 및 환경 공학 과학자들은 토양에서 발견된 두 종의 박테리아가 완고한 "영원한 화학 물질"을 분해하는 것을 확인하여 산업 오염 물질을 저비용으로 생물학적 정화할 수 있다는 희망을 제시했습니다.

Bourns 공과대학의 조교수인 Yujie Men과 그녀의 UCR 동료들은 이 박테리아가 화학 구조 내에 하나 이상의 염소 원자를 가지고 있는 PFAS(per- 및 폴리-플루오로알킬 물질)의 하위 그룹을 파괴한다고 보고했습니다. 저널 Natural Water.

건강에 해로운 영원히 화학 물질은 비정상적으로 강한 탄소-불소 결합으로 인해 수십 년 이상 환경에 남아 있습니다. 놀랍게도 UCR 팀은 박테리아가 오염 물질의 염소-탄소 결합을 절단하여 영구적인 화학 구조를 파괴하여 무해하게 만드는 일련의 반응을 시작한다는 사실을 발견했습니다.

"우리가 발견한 것은 박테리아가 탄소-염소 결합 절단을 먼저 수행하여 불안정한 중간체를 생성할 수 있다는 것입니다."라고 Men은 말했습니다.

"그런 다음 불안정한 중간체는 자발적인 탈불소화를 겪게 되는데, 이는 탄소-불소 결합이 절단되는 것입니다."

염소화 PFAS는 수천 가지 화합물로 구성된 영원한 화학 계열의 큰 그룹입니다. 여기에는 산업에서 사용되는 다양한 불연성 유압유와 다양한 산업, 포장 및 전자 응용 분야에서 수분 장벽 역할을 하는 화학적으로 안정적인 필름을 만드는 데 사용되는 화합물이 포함됩니다.

남성 그룹에서 확인된 두 가지 박테리아 종인 Desulfovibrioaminophilus와 Sporomusa sphaeroides는 자연적으로 발생하며 지하수가 PFAS로 오염될 수 있는 지하 미생물군집에 서식하는 것으로 알려져 있습니다. 신속한 청소를 위해 메탄올과 같은 저렴한 영양소를 지하수에 주입하여 박테리아 성장을 촉진할 수 있습니다. 이렇게 하면 박테리아의 존재가 크게 증가하여 오염 물질을 보다 효과적으로 파괴할 수 있다고 Men은 말했습니다. 박테리아가 아직 존재하지 않는 경우, 오염된 물에 박테리아 종 중 하나가 접종될 수 있습니다.

논문 제목은 "혐기성 미생물 가수분해 이염소화에 의해 유발된 폴리클로로플루오로카르복실산의 실질적인 탈불소화"입니다. Men이 교신저자이고, UCR 화학 및 환경공학 대학원생인 Bosen Jin이 주저자입니다. 다른 UCR 공동저자는 박사후 연구원 Jinyu Gao입니다. 전 박사후 연구원 Huaqing Liu; 이전 대학원생 Shun Che 및 Yaochun Yu; 그리고 류진용 부교수.

Bosen Jin이 작성한 이 논문의 사전 인쇄 버전은 환경 화학 대학원생을 위한 ACsenvr의 C. Ellen Gonter 상, ACenvr- 환경 독성학 및 화학 교환상, 2022 Battelle 12th Chlorinated Conference Student Best Paper 등 여러 상을 수상했습니다. 상.

이 연구는 미생물이 불소화 카르복실산이라고 불리는 완고한 종류의 PFAS를 분해할 수 있다는 것을 입증한 Men의 이전 연구를 확장합니다.

미생물은 오랫동안 Men이 연구한 산업용 용매인 트리클로로에틸렌(TCE)을 포함한 기타 산업 오염물질과 기름 유출의 생물학적 정화에 사용되어 왔습니다.

그러나 PFAS를 청소하기 위해 미생물을 사용하는 것에 대해 알려진 것은 아직 초기 단계에 있다고 Men은 말했습니다. 그녀의 발견은 효과적인 오염 물질을 먹는 미생물이 이용 가능하다면 생물학적 처리가 일반적으로 화학적 처리보다 비용이 덜 들고 환경 친화적이기 때문에 큰 가능성을 보여줍니다. 오염물질을 먹는 미생물은 지하의 접근하기 어려운 곳에 주입될 수도 있습니다.

남성의 최신 PFAS 연구는 미국 환경 보호국(EPA)이 전국적으로 PFAS로 오염된 지하수 현장의 청소를 촉진하기 위해 새로운 규정을 공포하는 가운데 나온 것입니다. 왜냐하면 이러한 화학 물질은 암, 신장 질환 및 호르몬 장애를 포함한 수많은 질병 영향과 관련되어 있기 때문입니다. .

1940년대부터 PFAS 화합물은 열, 물 및 지질에 저항하는 보호 코팅을 형성하는 능력으로 인해 기름 방지 종이 포장지 및 용기, 화재 억제제를 포함한 수천 가지 소비재에 널리 사용되었습니다.