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美国科学家发现两种能分解顽强化学污染物的细菌

2023-6-17 未解之谜网

美国加州大学环境工程学家最近发现土壤细菌有两种极具潜力的细菌,能分解很难清除的“永久性化学物质”(forever chemicals):多氟烷基物(poly-fluoroalkyl substances,PFAS)。这类污染物常出现在工业区和军事基地下方地下水,有机会为清理这些污染物提供更经济有效的解方。

多氟烷基物难分解的主因是化学结构含“碳─氟键”(C-F bond),是非常坚固稳定的化学键,一般环境很难自然分解,传统酶和微生物也无法有效降解。本次发现菌种巧妙绕过碳─氟键,而是先切割多氟烷基物的“碳─氯键”(C-Cl bond)。切割后产生的“不稳定中间产物”竟会自发断掉碳─氟键,故能分解这极难分解的化学键。

由于多氟烷基物稳定性高,工业、电子产品应用也很广。因良好润滑性和耐磨性,常用作机械和车辆润滑剂;制造电子产品过程,可形成一层薄膜防潮、灰尘和化学物质侵蚀;也是常见灭火剂,适合扑灭电器火灾和易燃液体火灾。

多氟烷基物对环境有多种潜在伤害性,且会累积在生物体内,并经过食物链影响深远。有研究表明,高浓度多氟烷基物会导致鸟类、鱼类和其他水生生物生殖发育异常、免疫系统受损及贺尔蒙失调等,也与癌症、肾脏疾病有关。如果养殖或日常用地下水受污染,更会直接危及人类食物及饮水安全。

其实人类早就使用微生物以清除石油外泄和某些工业污染物,称为“生物降解”(biodegradation),透过微生物分解和代谢污染物,转为较无害的物质,降低环境冲击。由于石油成分复杂,清理石油污染时,通常使用多种微生物组合(细菌、真菌及藻类等)一起降解石油,透过更完整微生物社群加速降解。

此次发现的菌种(食氨基酸脱硫弧菌、球形鼠孢菌),原本就在地底生活,因此非常适合在地下水工作。科学家指出,若想加速细菌清除多氟烷基物,可在受污染地下水加入甲醇这类细菌喜好的营养物质,可促进细菌生长,大幅增加“工作细菌”数量。如果污染水域没有这类细菌,可将新发现菌种注入,让它们大显身手。

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