物理科技生物学-PHYICA

微生物疗法针对环境中的化学近藤鸣海威胁

地球 2022-05-03 00:00:04

作者:亚利桑那州立大学理查德·哈特 仅在美国,被严重污染的地区——被称为超级基金基地——就有1000多个

在新的研究中,描述了一种利用微生物生命来清理被两种氯化化学品——三氯乙烯和高氯酸盐——污染的场所的强大技术

学分:亚利桑那州立大学 在美国各地,危险废物场所对人类和环境健康构成持续威胁

最严重的案例被称为超级基金网站,目前有超过1000个

大约5000万美国人生活在其中一个区域的3英里范围内,这可能会增加他们患癌症和其他严重疾病的风险

虽然此类场所的去污是公共卫生的优先事项,但技术挑战令人望而生畏

特别值得关注的是一对被称为三氯乙烯和高氯酸盐的氯化化学品

三氯乙烯被广泛用作脱脂剂,高氯酸盐被用于制造推进剂

由于过去对这些化学品的广泛依赖和不当处置,它们经常进入环境,对人类健康和周围生态系统构成重大风险

长期以来,科学家们面临的一个挑战是用生物修复法去除这些高毒性化学物质,尤其是当它们存在于混合物中时

氯化化学品顽固地存在于环境中,有时会污染饮用水系统

在一项新的研究中,生物设计斯维特环境生物技术中心的研究人员探索了新的方法来清除环境中这些共存的有毒化学物质

为了实现这一目标,在亚利桑那州古德伊尔的一个被污染的超级基金场地的土壤和地下水样本中,加入了含有一种被称为麦卡提德哈罗球菌的不寻常微生物的微生物培养物

受污染的场地以前曾被用于国防和航空制造

研究人员描述了拟杆菌如何与被称为零价铁的Fe0协同作用

这项新的研究描述了在何种条件下,Fe0、脱卤球菌和其他细菌可以有效地将三氯乙烯和高氯酸盐转化为微生物生物降解的良性或毒性较低的最终产物

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乙烯)

这项研究发表在最新一期的《环境科学与技术》杂志上

至关重要的是,该技术可防止三氯乙烯降解反应在过程中途停止

当这种情况发生时,会产生一对化学物质,顺式DCE和氯乙烯,而不是乙烯

这对环境来说是个坏消息,因为氯乙烯被认为是一种强致癌物

取而代之的是,通过使用低浓度的陈化过的Fe0和脱卤球菌,实现了将三氯乙烯和高氯酸盐完全还原为无害的乙烯和氯离子

研究还表明,高浓度的Fe0抑制了三氯乙烯和高氯酸盐的还原,而亚铁(Fe2+)作为Fe0的氧化产物,显著减缓了三氯乙烯还原成乙烯的反应

这项新研究的主要作者斯里瓦赞·莫哈纳·兰根说:“通常,被污染的环境包含不止一种有毒污染物,然而,我们管理多种污染物环境的信息有限。”

“微生物和非生物反应之间的协同作用有助于在更短的时间内同时成功修复多种污染物

我们使用微生物培养物和化学还原剂零价铁的研究证明了成功修复三氯乙烯和高氯酸盐的方案,但也强调了通过产生致癌化学物质而加剧环境污染的方案

" “我们希望这项研究将有助于为凤凰古德伊尔机场北超级基金场地和其他污染环境的补救设计提供信息,在这些环境中,化学还原剂如Fe0被用来促进土壤和地下水中长期和持续的微生物活动,”新研究的合著者Anca Delgado说

(除了生物设计的任命,德尔加多还是亚利桑那州立大学可持续工程和建筑环境学院的助理教授

) 该研究结果为先进的微生物解决方案铺平了道路,以解决全国各地超级基金站点的氯化化学品污染问题

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