加州大學河濱分校的科學家發現了能夠降解某些全氟辛烷磺酸（PFAS）或”永久化學品”的特定細菌種群，為處理受污染的水提供了一種潛在的低成本解決方案。 這些微生物屬於醋酸菌屬，普遍存在於世界各地的廢水環境中。

PFAS（全氟烷基和多氟烷基物質）被稱為”永恆的化學物質”，因為它們具有頑固的碳氟化學鍵，在環境中具有持久性。 UCR 科學家及其合作者發現的微生物可以裂解這些頑固的氟碳鍵，他們在Science Advances雜誌上報告了這一發現。

加州大學河濱分校副教授門玉潔在裝滿細菌培養瓶的培養箱前。 圖片來源：Stan Lim/加州大學河濱分校

這項研究的通訊作者、加州大學伯恩斯工程學院化學與環境工程系副教授門玉潔說：”這是首次發現一種細菌可以對全氟辛烷磺酸結構進行還原脫氟。”

不過，門教授提醒說，這種細菌只對不飽和全氟辛烷磺酸化合物有效，因為這種化合物的化學結構中含有雙碳碳鍵。

利用微生物清除地下水中的污染物。 資料來源：Evan Fields/加州大學河濱分校

全氟辛烷磺酸的酵素作用

重要的是，科學家們也確定了這些細菌中對裂解碳-氟鍵至關重要的特定酵素。 這項發現為生物工程師改進這些酵素打開了大門，使它們能夠有效地處理其他全氟辛烷磺酸化合物。 (酵素是蛋白質，是生化反應的催化劑）。

“如果我們能理解其機理，也許就能根據已確定的分子特徵找到類似的酶，並篩選出更有效的酶，”門玉潔說。 “此外，如果我們能根據對機制的理解設計出一些新的酶或改變這種已知的酶，我們就能使其更有效，並能處理更廣泛的全氟辛烷磺酸分子”。

門玉潔。 圖片來源：Stan Lim/加州大學河濱分校

擴大生物降解能力

去年，人類發表了一篇論文，發現其他微生物也能裂解氯化全氟辛烷磺酸化合物中的碳氯鍵，引發大量自發性脫氟反應，破壞這一類污染物。 這項最新發現大大增加了可透過生物方法銷毀的PFAS 化合物的數量。

利用細菌處理地下水俱有成本效益，因為微生物會在水到達水井之前破壞污染物。 這個過程包括向地下水中註入所需的細菌種類和營養物質，以增加其數量。

監管和消費者背景

由於PFAS 化合物與癌症和其他人類健康弊病有關，美國環保署（EPA）今年早些時候規定了水質限值，將某些永久性化學物質在全國自來水中的含量限制在萬億分之四的範圍內，這促使供水商尋找PFAS 清理解決方案。

自1940 年代起，PFAS 化合物因其耐熱、耐水和耐脂類的能力而被廣泛應用於數千種消費品中。 據美國環保署稱，含有PFAS 的產品包括滅火泡沫、耐油脂紙質包裝紙和容器（如微波爐爆米花袋、比薩餅盒和糖果包裝紙），以及用於地毯、室內裝潢、衣物和其他織物的防污劑和防水劑。

編譯自/ SciTechDaily