科学家发现PFAS化学污染物的细菌分解解决方案

PFAS（全氟烷基和多氟烷基物质）被称为"永恒的化学物质"，因为它们具有顽固的碳氟化学键，在环境中具有持久性。 UCR 科学家及其合作者发现的微生物可以裂解这些顽固的氟碳键，他们在Science Advances杂志上报告了这一发现。

加州大学河滨分校副教授门玉洁在装满细菌培养瓶的培养箱前。 图片来源：Stan Lim/加州大学河滨分校

这项研究的通讯作者、加州大学伯恩斯工程学院化学与环境工程系副教授门玉洁说："这是首次发现一种细菌可以对全氟辛烷磺酸结构进行还原脱氟。"

不过，门教授提醒说，这种细菌只对不饱和全氟辛烷磺酸化合物有效，因为这种化合物的化学结构中含有双碳碳键。

利用微生物清除地下水中的污染物。 资料来源：Evan Fields/加州大学河滨分校

全氟辛烷磺酸的酶作用

重要的是，科学家们还确定了这些细菌中对裂解碳-氟键至关重要的特定酶。 这一发现为生物工程师改进这些酶打开了大门，使它们能够有效地处理其他全氟辛烷磺酸化合物。 (酶是蛋白质，是生化反应的催化剂）。

"如果我们能理解其机理，也许就能根据已确定的分子特征找到类似的酶，并筛选出更有效的酶，"门玉洁说。"此外，如果我们能根据对机理的理解设计出一些新的酶或改变这种已知的酶，我们就能使其更有效，并能处理更广泛的全氟辛烷磺酸分子"。

门玉洁。 图片来源：Stan Lim/加州大学河滨分校

扩大生物降解能力

去年，人类发表了一篇论文，发现其他微生物也能裂解氯化全氟辛烷磺酸化合物中的碳-氯键，从而引发大量自发脱氟反应，破坏这一类污染物。 这一最新发现大大增加了可通过生物方法销毁的 PFAS 化合物的数量。

利用细菌处理地下水具有成本效益，因为微生物会在水到达水井之前破坏污染物。 这一过程包括向地下水中注入所需的细菌种类和营养物质，以增加其数量。

监管和消费者背景

由于 PFAS 化合物与癌症和其他人类健康弊病有关，美国环保署（EPA）今年早些时候规定了水质限值，将某些永久性化学物质在全国自来水中的含量限制在万亿分之四的范围内，这促使供水商寻找 PFAS 清理解决方案。

自 20 世纪 40 年代起，PFAS 化合物因其耐热、耐水和耐脂类的能力而被广泛应用于数千种消费品中。 据美国环保局称，含有 PFAS 的产品包括灭火泡沫、耐油脂纸质包装纸和容器（如微波炉爆米花袋、比萨饼盒和糖果包装纸），以及用于地毯、室内装潢、衣物和其他织物的防污剂和防水剂。

编译自/SciTechDaily