Engenheiros da University of California Riverside são os primeiros a relatar a quebra seletiva de uma classe particularmente teimosa de PFAS, chamados ácidos carboxílicos fluorados (FCAs), por microorganismos comuns.
Sob condições anaeróbicas, uma ligação dupla carbono-carbono é crucial para quebrar a ligação ultraforte carbono-flúor pelas comunidades microbianas. Embora a quebra da ligação carbono-carbono não degrade completamente a molécula, os produtos resultantes podem ser retransmitidos para outros microrganismos para desfluoração em condições aeróbicas.

A conquista baseia-se no trabalho anterior dos mesmos pesquisadores, que foram os primeiros a relatar a desfluoração microbiana bem-sucedida de uma estrutura PFAS totalmente fluorada, substituindo as ligações carbono-flúor por ligações carbono-hidrogênio.

Substâncias per e polifluoroalquil, ou PFAS, são um grupo de mais de 9.000 produtos químicos usados ​​em inúmeros processos industriais e produtos comerciais desde a década de 1940. Como resultado, os PFAS entraram no ciclo da água e agora são encontrados em praticamente todas as fontes de água. Esses produtos químicos contêm uma ligação entre os átomos de flúor e carbono que é a ligação simples mais forte conhecida, tornando o PFAS não biodegradável e resistente aos métodos convencionais de tratamento de água. Eles acabam nos tecidos de organismos, incluindo humanos, onde foram associados a alguns tipos de câncer, problemas de tireóide e fígado e provavelmente outros problemas de saúde que ainda são pouco compreendidos.

Em um artigo anterior, Yujie Men, professora assistente de engenharia química e ambiental, e seus colegas relataram o uso de comunidades microbianas anaeróbicas frequentemente usadas para descloração para degradar dois PFAS específicos, incluindo uma estrutura totalmente fluorada (perfluorada).

O novo artigo leva essa pesquisa um passo adiante, mostrando que o ponto de entrada dos micróbios anaeróbios foi uma ligação dupla entre os átomos de carbono localizados próximos ao grupo carboxila das moléculas de FCA. As ramificações de trifluorometil na ligação dupla podem aumentar ainda mais a biodegradabilidade.

Micróbios capazes de fazer esse tipo de defluoração não são raros. Usando lodo ativado – comunidades microbianas comumente usadas em instalações de tratamento de águas residuais para quebrar e remover matéria orgânica – e uma condição anaeróbica, os pesquisadores repetiram com sucesso seu experimento anterior com PFAS estruturalmente mais semelhante.

"Atualmente os biocatalisadores que podem fazer a desfluoração de compostos perfluorados como o PFOA são muito raros. Ainda sabemos muito pouco sobre quais micróbios ou enzimas podem fazer a desfluoração de PFAS em geral e como", disse Men. "Nosso trabalho está na vanguarda de encontrar essas informações."

Mesmo quando os cientistas descobrem maneiras de quebrar a ligação inicial carbono-flúor em compostos perfluorados, seu trabalho não é feito porque as moléculas provavelmente são quebradas em outras moléculas que também podem ser prejudiciais. A remediação bem-sucedida de ambientes contaminados com PFAS requer a quebra inicial da molécula original de PFAS, seguida pela degradação completa das moléculas secundárias.

Um estudo recente do grupo Men demonstrou que as comunidades de lodo ativado foram capazes de degradar completamente a molécula secundária da degradação química de um tipo de produto químico perfluorado por meio de um processo conhecido como cometabolismo. Seu novo estudo implica ainda que simplesmente através da cooperação entre diferentes grupos microbianos, como bactérias anaeróbicas e aeróbicas, uma desfluoração mais profunda também pode ser alcançada para certos produtos químicos perfluorados. + Explorar mais

Os produtos químicos PFAS não duram para sempre