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A equipe de engenharia ambiental da UC Riverside descobriu espécies bacterianas específicas que podem destruir certos tipos de “produtos químicos eternos”, um passo adiante em direção aos tratamentos de baixo custo de fontes de água potável contaminadas.
Os microrganismos pertencem ao gênero Acetobacterium e são comumente encontrados em ambientes de águas residuais em todo o mundo.
Os produtos químicos eternos, também conhecidos como substâncias perfluoroalquílicas e polifluoroalquílicas ou PFAS, são assim chamados porque possuem ligações químicas carbono-flúor extremamente fortes, o que os torna persistentes no ambiente.
Os microrganismos descobertos pelos cientistas da UCR e seus colaboradores podem quebrar essas ligações teimosas de flúor-carbono, relataram na quarta-feira, 17 de julho, no periódico Avanços da Ciência.
“Esta é a primeira descoberta de uma bactéria que pode fazer desfluoração redutiva de estruturas PFAS”, disse Yujie Men, autor correspondente do estudo e professor associado do Bourns College of Engineering da UCR, no Departamento de Engenharia Química e Ambiental.
Os homens alertaram que as bactérias eram eficazes apenas em compostos PFAS insaturados, que têm ligações duplas carbono-carbono em suas estruturas químicas.
Mas, o mais importante, os cientistas também identificaram as enzimas específicas nessas bactérias essenciais para a clivagem das ligações carbono-flúor. Essa descoberta abre a porta para que os bioengenheiros melhorem essas enzimas para que elas possam ser eficazes em outros compostos PFAS. (Enzimas são proteínas que agem como catalisadores para reações bioquímicas.)
“Se pudermos entender o mecanismo, talvez possamos encontrar enzimas semelhantes com base nas características moleculares identificadas e selecionar as mais eficazes”, disse Men. “Além disso, se pudermos projetar alguma nova enzima ou alterar esta enzima conhecida com base no entendimento mecanicista, poderemos torná-la mais eficiente e trabalhar com uma gama mais ampla de moléculas de PFAS.”
No ano passado, Men publicou um artigo que identificou outros microrganismos que quebram a ligação carbono-cloro em compostos PFAS clorados, o que desencadeia uma desfluoração espontânea substancial e destrói esse grupo de poluentes. A descoberta mais recente expande muito o número de compostos PFAS que podem ser destruídos biologicamente. Usar bactérias para tratar águas subterrâneas é econômico porque os microrganismos destroem os poluentes antes que a água chegue aos poços. O processo envolve injetar nas águas subterrâneas as espécies de bactérias preferidas, juntamente com nutrientes, para aumentar seus números.
Como os compostos PFAS estão associados ao câncer e a outras doenças humanas, a Agência de Proteção Ambiental dos EUA, ou EPA, impôs limites de qualidade da água no início deste ano que restringem certos produtos químicos permanentes a apenas quatro partes por trilhão na água potável do país, estimulando os fornecedores de água a encontrar soluções de limpeza de PFAS.
Os compostos PFAS passaram a ser amplamente utilizados em milhares de produtos de consumo a partir da década de 1940 devido à sua capacidade de resistir ao calor, à água e aos lipídios. Exemplos de produtos que contêm PFAS incluem espumas supressoras de fogo, embalagens de papel resistentes à gordura e recipientes como sacos de pipoca para micro-ondas, caixas de pizza e embalagens de doces; também, repelentes de manchas e água usados em carpetes, estofados, roupas e outros tecidos; de acordo com a EPA.
O título do artigo é “Sistemas de efluxo de fluoreto e bifurcação de elétrons em Acetobacterium spp. Impulsionam a desfluoração de ácidos carboxílicos insaturados perfluorados.” Yaochun Yu é o autor principal. Ele foi um cientista visitante e um cientista de pós-doutorado da UCR na UCR antes de ingressar no Instituto Federal Suíço de Ciência e Tecnologia Aquática, ou Eawag, em 2022.
Além de Yu e Men, os coautores são Fengjun Xu, Weiyang Zhao, Calvin Thoma, Shun Che, Jack E. Richman, Bosen Jin, Yiwen Zhu, Yue Xing e Lawrence Wackett.
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