Dans une série de tests en laboratoire, une bactérie du sol relativement commune a démontré sa capacité à décomposer la classe de polluants difficiles à éliminer appelée PFAS, ont déclaré des chercheurs de l'Université de Princeton.

La bactérie, Bactérie acidimicrobienne A6, éliminé 60% des PFAS _spécifiquement l'acide perfluorooctanoïque (PFOA) et le sulfonate de perfluorooctane (PFOS) _ dans des flacons de laboratoire sur 100 jours d'observation, les chercheurs ont rapporté dans un article du 18 septembre dans le journal Sciences et technologies de l'environnement . En raison de leurs problèmes de santé et de leur omniprésence, L'EPA a récemment lancé un effort de recherche sur l'impact des produits chimiques dans l'eau potable. Peter Jaffe, le chercheur principal et professeur de génie civil et environnemental à Princeton, a déclaré que les chercheurs étaient très encouragés de voir ces bactéries dégrader considérablement la célèbre classe de produits chimiques récalcitrants, mais ont averti que davantage de travail était nécessaire avant de parvenir à un traitement réalisable.

"C'est une preuve de concept, " dit Jaffe, le professeur William L. Knapp '47 de génie civil. « Nous voudrions augmenter l'enlèvement, puis allez le tester sur le terrain."

Les PFAS (substances per- et polyfluoroalkylées) ont été largement utilisés dans les produits allant des poêles antiadhésives à la mousse anti-incendie, et l'Environmental Protection Agency a déclaré qu'il existe des preuves que l'exposition aux PFAS est nocive pour la santé humaine. À cause de ce, Les fabricants américains ont progressivement supprimé plusieurs versions de PFAS dans leurs produits. Mais la substance a une longue durée de vie et est extrêmement difficile à éliminer du sol et des eaux souterraines. Dans les années récentes, les gouvernements locaux ont cherché des moyens de réduire la quantité de PFAS dans les approvisionnements en eau.

En raison de la force de la liaison carbone-fluor, ces produits chimiques sont extrêmement difficiles à éliminer par des moyens conventionnels. Mais Jaffe et co-chercheur, Shan Huang, chercheur associé à Princeton, soupçonné que l'Acidimicrobium A6 pourrait être un remède efficace.

Les chercheurs ont commencé à travailler avec la bactérie il y a plusieurs années lorsqu'ils ont étudié un phénomène dans lequel l'ammonium se décompose en acide, sols riches en fer dans les zones humides du New Jersey et dans des endroits similaires. Parce que l'élimination de l'ammonium est une partie essentielle du traitement des eaux usées, les chercheurs voulaient comprendre ce qui se cachait derrière le processus, appelé Feammox. Dans leurs premières recherches en 2013, Jaffe et ses collègues chercheurs ont prélevé des échantillons de sol de la zone humide Assunpink à l'extérieur de Trenton. Ils ont cultivé les échantillons en laboratoire avec un œil pour identifier les micro-organismes responsables du processus Feammox. Les chercheurs ont appris que la réaction de Feammox s'est produite en présence d'Acidimicrobium A6, mais il a fallu plusieurs années de travail minutieux pour isoler cet organisme et le cultiver en pure culture.

L'un des défis du travail avec Acidimicrobium A6 est la demande de fer de la bactérie pour la croissance et l'élimination de composés comme l'ammonium. Jaffé, avec les étudiants diplômés Weitao Shuai et Melany Ruiz, maintenant chercheur post-doctoral à Rutgers, déterminé qu'ils pouvaient remplacer le fer par une anode électrique dans les réacteurs de laboratoire. Cela a permis aux chercheurs de cultiver plus facilement ces bactéries et de travailler avec elles; il a également présenté une voie possible pour développer des réacteurs de dépollution en l'absence de fer.

Lorsqu'ils ont séquencé le génome d'Acidimicrobium A6, les chercheurs ont remarqué certaines caractéristiques qui ont ouvert la possibilité que la bactérie puisse être efficace pour éliminer les PFAS.

"Nous savions que c'était un grand défi environnemental, trouver un organisme qui pourrait dégrader ces matières organiques perfluorées, " dit Jaffe.

Pour tester leur hypothèse, les chercheurs ont scellé des échantillons d'Acidimicrobium A6 dans des conteneurs de laboratoire, puis ont testé la capacité de la bactérie à décomposer les composés dans des réacteurs de laboratoire.

Après 100 jours, les chercheurs ont arrêté le test et déterminé que la bactérie avait éliminé 60 pour cent des contaminants et libéré une quantité équivalente de fluorure dans le processus. Jaffe a déclaré que la période de 100 jours était une durée arbitraire choisie pour l'expérience, et que des incubations plus longues pourraient entraîner une élimination plus importante des PFAS. Les chercheurs prévoient également de faire varier les conditions dans le réacteur pour trouver les conditions optimales pour l'élimination du PFAS.

Acidimicrobium A6 prospère dans des conditions de faible teneur en oxygène, ce qui le rend particulièrement efficace pour l'assainissement des sols et des eaux souterraines et lui permet de fonctionner sans aération coûteuse. Cependant, ces bactéries ont également besoin de fer et de conditions de sol acides. Jaffe a déclaré que cela pourrait limiter leur déploiement, mais l'ajustement des conditions du sol pourrait également permettre aux bactéries de fonctionner dans des zones qui ne répondent pas naturellement à ces exigences. Notant les travaux antérieurs sur la réduction de l'ammonium par Acidimicrobium A6 dans les colonnes de sol, zones humides artificielles, et les réacteurs électrochimiques, Jaffe a déclaré que les chercheurs pensaient que cela pourrait également être fait pour la remédiation du PFAS.

Jaffe a déclaré que les chercheurs travaillaient également avec Mohammad R. Seyedsayamdost, professeur agrégé de chimie, et ses collègues du département de chimie pour mieux comprendre les enzymes impliquées dans le processus de défluoration. La caractérisation de ces enzymes pourrait fournir des informations qui augmentent l'efficacité de la remédiation.