En una serie de pruebas de laboratorio, una bacteria del suelo relativamente común ha demostrado su capacidad para descomponer la clase de contaminantes difíciles de eliminar llamados PFAS, dijeron los investigadores de la Universidad de Princeton.

La bacteria Bacteria acidimicrobium A6, eliminó el 60% de PFAS _específicamente ácido perfluorooctanoico (PFOA) y sulfonato de perfluorooctano (PFOS) _ en viales de laboratorio durante 100 días de observación, los investigadores informaron en un artículo del 18 de septiembre en la revista Ciencia y Tecnología Ambiental . Debido a sus preocupaciones por la salud y su ubicuidad, La EPA ha abierto recientemente un esfuerzo de investigación sobre el impacto de los productos químicos en el agua potable. Peter Jaffe, el investigador principal y profesor de ingeniería civil y ambiental en Princeton, dijo que los investigadores estaban muy animados al ver que estas bacterias degradan sustancialmente la famosa clase recalcitrante de sustancias químicas, pero advirtieron que se necesita más trabajo antes de llegar a un tratamiento viable.

"Esta es una prueba de concepto, "dijo Jaffe, el Profesor William L. Knapp '47 de Ingeniería Civil. "Nos gustaría aumentar la eliminación, y luego ve y pruébalo en el campo ".

Los PFAS (sustancias per y polifluoroalquilo) se han utilizado ampliamente en productos desde sartenes antiadherentes hasta espumas contra incendios, y la Agencia de Protección Ambiental ha dicho que hay evidencia de que la exposición al PFAS es dañina para la salud humana. Debido a esto, Los fabricantes estadounidenses han eliminado varias versiones de PFAS en sus productos. Pero la sustancia es de larga duración y extremadamente difícil de eliminar del suelo y las aguas subterráneas. En años recientes, Los gobiernos locales han estado buscando formas de reducir la cantidad de PFAS en los suministros de agua.

Debido a la fuerza del enlace carbono-flúor, estos productos químicos son extremadamente difíciles de eliminar por medios convencionales. Pero Jaffe y el co-investigador, Shan Huang, investigador asociado en Princeton, sospechaba que el Acidimicrobium A6 podría ser un remedio eficaz.

Los investigadores comenzaron a trabajar con la bacteria hace varios años cuando investigaron un fenómeno en el que el amonio se descomponía en ácido, suelos ricos en hierro en los humedales de Nueva Jersey y lugares similares. Dado que eliminar el amonio es una parte fundamental del tratamiento de aguas residuales, los investigadores querían comprender qué había detrás del proceso, llamado Feammox. En su investigación inicial en 2013, Jaffe y otros investigadores tomaron muestras de suelo del humedal Assunpink en las afueras de Trenton. Cultivaron las muestras en el laboratorio con miras a identificar los microorganismos responsables del proceso Feammox. Los investigadores descubrieron que la reacción de Feammox ocurrió en presencia de Acidimicrobium A6, pero se requirieron varios años de trabajo minucioso para aislar este organismo y cultivarlo como un cultivo puro.

Un desafío al trabajar con Acidimicrobium A6 es la demanda de hierro de la bacteria tanto para crecer como para eliminar compuestos como el amonio. Jaffe, junto con los estudiantes graduados Weitao Shuai y Melany Ruiz, ahora investigador postdoctoral en Rutgers, determinaron que podían sustituir un ánodo eléctrico por el hierro en los reactores de laboratorio. Esto permitió a los investigadores cultivar más fácilmente estas bacterias y trabajar con ellas; también presentó una posible forma de desarrollar reactores para la remediación en ausencia de hierro.

Cuando secuenciaron el genoma de Acidimicrobium A6, los investigadores notaron ciertas características que abrieron la posibilidad de que la bacteria pudiera ser eficaz para eliminar PFAS.

"Sabíamos que se trataba de un gran desafío medioambiental, para encontrar un organismo que pueda degradar estos compuestos orgánicos perfluorados, "Dijo Jaffe.

Para probar su hipótesis, los investigadores sellaron muestras de Acidimicrobium A6 en contenedores de laboratorio y luego probaron la capacidad de la bacteria para descomponer los compuestos en reactores de laboratorio.

Después de 100 días, los investigadores detuvieron la prueba y determinaron que las bacterias habían eliminado el 60 por ciento de los contaminantes y liberado una cantidad equivalente de fluoruro en el proceso. Jaffe dijo que el período de 100 días fue una duración arbitraria seleccionada para el experimento, y que las incubaciones más largas podrían resultar en una mayor eliminación de PFAS. Los investigadores también planean variar las condiciones en el reactor para encontrar las condiciones óptimas para la eliminación de PFAS.

Acidimicrobium A6 prospera en condiciones de bajo oxígeno, lo que lo hace particularmente efectivo para la remediación de suelos y aguas subterráneas y le permite funcionar sin una aireación costosa. Sin embargo, estas bacterias también requieren hierro y condiciones ácidas del suelo. Jaffe dijo que esto podría limitar su despliegue, pero ajustar las condiciones del suelo también podría permitir que las bacterias funcionen en áreas que no cumplen naturalmente con estos requisitos. Tomando nota de trabajos anteriores sobre la reducción de amonio por Acidimicrobium A6 en columnas de suelo, humedales construidos, y los reactores electroquímicos, Jaffe dijo que los investigadores creen que esto también podría hacerse para la remediación de PFAS.

Jaffe dijo que los investigadores también están trabajando con Mohammad R. Seyedsayamdost, un profesor asociado de química, y colegas del departamento de química para comprender mejor las enzimas involucradas en el proceso de defluoración. La caracterización de esas enzimas podría proporcionar información que aumente la efectividad en la remediación.