Brannslokkingsskum er en kilde til PFAS-kjemikaliene som finner veien inn i miljøet og vannforsyningen (bildekreditt: US Pacific Fleet, CC BY-NC 2.0-lisens)

Anaerobe kulturer kan bryte PFAS forbindelser

Under anaerobe forhold, som i råtnetanker for biogass eller i aktivt slam, kan vanlige bakterier bryte den ultrasterke karbon-fluorbindingen som finnes i PFAS.

0

Ingeniører ved University of California (Riverside) er de første som rapporterer selektiv nedbrytning av en spesielt gjenstridig klasse av PFAS kalt fluorerte karboksylsyrer (FCA) av mikroorganismer som er vanlige i enkelte avløpsrenseanlegg.

Under anaerobe forhold er en karbon-karbon-dobbeltbinding avgjørende for å bryte den ultrasterke karbon-fluor-bindingen av mikrobielle samfunn. Selv om brudd på karbon-karbonbindingen ikke bryter ned molekylet fullstendig, kan de resulterende produktene videresendes til andre mikroorganismer for defluorering under aerobe forhold.

Funnet bygger på tidligere arbeid fra de samme forskerne, som var de første som rapporterte vellykket mikrobiell defluorering av en fullstendig fluorert PFAS-struktur ved å erstatte karbon-fluorbindinger med karbon-hydrogenbindinger.

Per- og polyfluoralkylsubstanser, eller PFAS, er en gruppe på over 9000 kjemikalier brukt i utallige industrielle prosesser og kommersielle produkter siden 1940-tallet. Som et resultat har PFAS funnet veien inn i vannets kretsløp og finnes nå i praktisk talt alle vannkilder. Disse kjemikaliene inneholder en binding mellom fluor og karbonatomer som er den sterkeste enkeltbindingen som er kjent, noe som gjør PFAS ikke-biologisk nedbrytbart og motstandsdyktig mot konvensjonelle vannbehandlingsmetoder. De ender opp i vev til organismer, inkludert mennesker, hvor de har vært assosiert med noen typer kreft, skjoldbruskkjertel- og leverproblemer, og sannsynligvis andre, fortsatt dårlig forstått, helseproblemer.

Mikrober som er i stand til å utføre denne typen defluorering er ikke sjeldne. Ved å bruke aktivert slam – mikrobielle samfunn som vanligvis brukes i renseanlegg for avløpsvann for å bryte ned og fjerne organisk materiale – og en anaerob tilstand, gjentok forskerne sitt tidligere eksperiment med mer strukturelt lignende PFAS.

Selv når forskere finner ut måter å bryte den innledende karbon-fluorbindingen i perfluorerte forbindelser, er deres arbeid ikke helt i mål fordi molekylene sannsynligvis brytes ned til andre molekyler som også kan være skadelige. Vellykket sanering av PFAS-kontaminerte miljøer krever innledende nedbrytning av PFAS-modermolekylet etterfulgt av fullstendig nedbrytning av de sekundære molekylene.

En fersk studie viste at man i aktivert slam var i stand til å fullstendig nedbryte det sekundære molekylet fra kjemisk nedbrytning av én type perfluorerte kjemikalier via en prosess kjent som kometabolisme. Den nye studien antyder videre at bare gjennom samarbeid mellom ulike mikrobielle grupper, som anaerobe og aerobe bakterier, kan dypere defluorering også oppnås for visse perfluorerte kjemikalier.

Artikkelen, “Microbial defluorination of unsaturated per- and polyfluorinated carboxylic acids under anaerobic and aerobic conditions: a structure specificity study,” er publisert i Environmental Science & Technology og er tilgjengelig her.

Kilde Envirotecmagazine