Des scientifiques découvrent des bactéries capables de décomposer certains « produits chimiques éternels »

Par University of California - Riverside23 juillet 2023

Des scientifiques de l’Université de Californie à Riverside ont identifié deux espèces de bactéries capables de dégrader un groupe tenace de polluants, connus sous le nom de « produits chimiques éternels » ou PFAS. Ces bactéries naturelles peuvent briser les liaisons chimiques de ces polluants, les rendant inoffensifs et offrant une approche biologique et rentable pour nettoyer les contaminants industriels.

Des scientifiques spécialisés en génie chimique et environnemental de l’Université de Californie à Riverside ont découvert deux types de bactéries dans le sol capables de décomposer une classe de « produits chimiques éternels » tenaces, laissant espérer un nettoyage biologique à faible coût des polluants industriels.

Le professeur adjoint Yujie Men et son équipe du Bourns College of Engineering ont découvert que ces bactéries sont capables d'éradiquer un sous-groupe spécifique de substances per- et poly-fluoroalkylées, connues sous le nom de PFAS, en particulier celles qui contiennent un ou plusieurs atomes de chlore dans leur substance chimique. structure. Leurs conclusions ont été publiées dans la revue scientifique Nature Water.

Les produits chimiques nocifs pour la santé persistent dans l’environnement pendant des décennies, voire bien plus longtemps, en raison de leurs liaisons carbone-fluor inhabituellement fortes. Remarquablement, l'équipe UCR a découvert que les bactéries brisent les liaisons chlore-carbone du polluant, ce qui déclenche une chaîne de réactions qui détruisent à jamais les structures chimiques, les rendant inoffensives.

Université de Californie, Riverside, professeur adjoint Yulie Men et étudiant diplômé Josen Jin. Crédit : photo UCR de Sizhuo Zhang

"Ce que nous avons découvert, c'est que les bactéries peuvent d'abord cliver la liaison carbone-chlore, générant ainsi des intermédiaires instables", a déclaré Men. "Et puis ces intermédiaires instables subissent une défluoration spontanée, qui est le clivage de la liaison carbone-fluor."

Les PFAS chlorés constituent un groupe important dans la famille chimique éternelle de milliers de composés. Ils comprennent une variété de fluides hydrauliques ininflammables utilisés dans l'industrie et des composés utilisés pour fabriquer des films chimiquement stables qui servent de barrière contre l'humidité dans diverses applications industrielles, d'emballage et électroniques.

The two bacteria speciesA species is a group of living organisms that share a set of common characteristics and are able to breed and produce fertile offspring. The concept of a species is important in biology as it is used to classify and organize the diversity of life. There are different ways to define a species, but the most widely accepted one is the biological species concept, which defines a species as a group of organisms that can interbreed and produce viable offspring in nature. This definition is widely used in evolutionary biology and ecology to identify and classify living organisms." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> Les espèces – Desulfovibrio aminophilus et Sporomusa sphaeroides – identifiées par le groupe Men's sont présentes naturellement et sont connues pour vivre dans les microbiomes souterrains où les eaux souterraines peuvent être contaminées par des PFAS. Pour accélérer le nettoyage, un nutriment peu coûteux, tel que le méthanol, pourrait être injecté dans les eaux souterraines pour favoriser la croissance bactérienne. Cela augmenterait considérablement la présence de bactéries pour détruire les polluants plus efficacement, a déclaré Men. Si les bactéries ne sont pas déjà présentes, l’eau contaminée pourrait être inoculée avec l’une des espèces bactériennes.

Une image conceptuelle du processus de nettoyage biologique. Crédit : Graphique UCR par Evan Fields

Men est l'auteur correspondant de l'article et Bosen Jin, étudiant diplômé en génie chimique et environnemental de l'UCR, est l'auteur principal. Les autres co-auteurs de l'UCR sont Jinyu Gao, postdoctorant ; l'ancien postdoctorant Huaqing Liu ; les anciens étudiants diplômés Shun Che et Yaochun Yu ; et professeur agrégé Jinyong Liu.

L’étude s’étend sur des travaux antérieurs de Men, dans lesquels elle a démontré que les microbes peuvent décomposer une classe tenace de PFAS appelée acides carboxyliques fluorés.