Die ewigen Schadstoffe, diese chemischen Substanzen, die in unserer Umwelt nicht abgebaut werden, stellen eine große Herausforderung für die Qualität unserer Wasserressourcen dar. Unter diesen persistenten Schadstoffen bereiten PFAS den Wissenschaftlern besondere Sorgen wegen ihrer außergewöhnlichen Stabilität und ihrer weiten Verbreitung in aquatischen Ökosystemen.
Forscher der University of Nebraska-Lincoln haben eine überraschende Entdeckung gemacht, als sie die mikrobiellen Wechselwirkungen mit diesen hartnäckigen Schadstoffen untersuchten. Ihre Arbeit konzentrierte sich auf Rhodopseudomonas palustris, ein photosynthetisches Bakterium, das in der Natur weit verbreitet ist. Dieser Mikroorganismus besitzt die bemerkenswerte Fähigkeit, Perfluoroctansäure (PFOA), eine der persistentesten PFAS-Verbindungen, aufzunehmen und sie direkt in seine Zellmembran einzubauen, wie in
Environmental Science: Advances veröffentlicht wurde.
Molekulardarstellung einer Perfluoroctansulfonsäure, kategorisiert als PFAS.
Bildnachweis: University of Nebraska - Lincoln Die Laborexperimente zeigten, dass dieses Bakterium in der Lage war, etwa 44 % des in seiner Umgebung vorhandenen PFOA innerhalb von zwanzig Tagen zu entfernen. Ein signifikanter Teil der Chemikalie wurde jedoch anschließend wieder freigesetzt, wahrscheinlich aufgrund von Zelllyse - einem Prozess des Zerplatzens von Zellwänden. Diese Beobachtung beleuchtet sowohl das Potenzial als auch die derzeitigen Grenzen dieses biologischen Ansatzes zur Erfassung dieser widerspenstigen Substanzen.
Diese Forschung eröffnet ermutigende Perspektiven für die Entwicklung biologischer Sanierungslösungen. Die Wissenschaftler erforschen nun Ansätze der synthetischen Biologie und des mikrobiellen Engineerings, um die Rückhaltung von PFAS durch Mikroorganismen zu verbessern und möglicherweise sogar ihre vollständige biologische Umwandlung zu ermöglichen. Diese Arbeiten könnten zu Methoden zur Behandlung von kontaminiertem Wasser führen, die wirtschaftlicher und weniger energieintensiv sind als die derzeitigen Techniken.
PFAS: Diese Schadstoffe überdauern die Zeit
Per- und polyfluoralkylierte Substanzen, allgemein als PFAS bekannt, bilden eine Familie von mehreren tausend synthetischen chemischen Verbindungen, die durch ihre extrem stabilen Kohlenstoff-Fluor-Bindungen charakterisiert sind. Diese außergewöhnliche Stabilität verleiht ihnen eine bemerkenswerte Widerstandsfähigkeit gegen thermischen, chemischen und biologischen Abbau, was ihre Persistenz in der Umwelt und ihren Spitznamen "ewige Schadstoffe" erklärt.
Diese Verbindungen wurden seit den 1940er Jahren aufgrund ihrer Eigenschaften massiv in vielen industriellen und Haushaltsanwendungen eingesetzt. Ihre Moleküle weisen sowohl einen hydrophoben Teil auf, der Wasser abweist, als auch einen lipophoben Teil, der Fette abweist, was sie besonders nützlich als Antihaft-, Imprägniermittel und Schaumbildner macht.
Die Kontamination mit PFAS stellt ein großes Gesundheitsproblem dar, da sich diese Substanzen in lebenden Organismen ansammeln und über Jahrzehnte in der Umwelt persistieren können. Ihre Mobilität im Grundwasser und ihre Fähigkeit, lange Strecken zurückzulegen, erklären ihren weltweiten Nachweis, auch in Regionen, die weit entfernt von Kontaminationsquellen liegen.
Die aktuelle Forschung konzentriert sich auf die Entwicklung wirksamer Methoden zur Entfernung dieser Schadstoffe aus aquatischen Ökosystemen, mit zunehmendem Interesse an biologischen Ansätzen, die nachhaltigere und kostengünstigere Lösungen bieten könnten als konventionelle physikalisch-chemische Behandlungen.
Quelle: Environmental Science: Advances