As bactérias podem ser nossas aliadas na luta contra as substâncias per e polifluoroalquiladas (PFAS), os chamados poluentes eternos. Uma equipe da Universidade de Buffalo descobriu uma cepa bacteriana capaz de decompor essas substâncias químicas, abrindo assim um novo caminho para sua eliminação.
Essa descoberta, publicada na
Science of the Total Environment, mostra que a bactéria Labrys portucalensis F11 pode metabolizar mais de 90% do ácido perfluorooctano sulfônico (PFOS) em 100 dias. O PFOS, um dos PFAS mais persistentes, foi classificado como perigoso pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos.
A bactéria F11 também degradou uma parte significativa de dois outros tipos de PFAS. Essa capacidade de decompor as ligações carbono-flúor, particularmente resistentes, é um avanço importante. Os pesquisadores observaram que a F11 pode até eliminar o flúor dos metabólitos resultantes, reduzindo assim sua toxicidade.
Os PFAS, usados desde a década de 1950 em diversos produtos, são notoriamente difíceis de degradar. No entanto, algumas bactérias, como a F11, evoluíram para usar essas substâncias como fonte de carbono, uma adaptação crucial para sua sobrevivência em ambientes poluídos.
O estudo também revelou que a F11, isolada de um local industrial contaminado em Portugal, pode degradar os PFAS mesmo na ausência de outras fontes de carbono. Essa descoberta abre caminho para aplicações potenciais no tratamento de águas residuais e na descontaminação de solos.
Os pesquisadores agora planejam explorar como acelerar a degradação dos PFAS pela F11, ajustando as condições ambientais e introduzindo fontes de carbono concorrentes. Isso pode incluir a adição da bactéria em lodos ativados de estações de tratamento de esgoto ou sua injeção direta em locais contaminados.
Diana Aga (à esquerda) e seu doutorando Minduala Wijayahena analisam um cromatograma iônico mostrando a biodegradação de um PFAS pelas bactérias.
Crédito: Meredith Forrest Kulwicki/Universidade de Buffalo
Essa pesquisa representa um passo promissor em direção ao gerenciamento dos PFAS, embora mais trabalhos sejam necessários para otimizar a eficiência da F11 e compreender plenamente seu potencial de degradação. O uso de bactérias para a descontaminação pode oferecer uma solução sustentável e ecológica para um problema ambiental persistente.
Como as bactérias degradam os PFAS?
Os PFAS são caracterizados por ligações carbono-flúor extremamente estáveis, o que os torna resistentes à degradação natural. No entanto, algumas bactérias, como a Labrys portucalensis F11, desenvolveram mecanismos para quebrar essas ligações. Elas usam os átomos de carbono como fonte de energia, enquanto separam e eliminam os átomos de flúor.
Esse processo de degradação é complexo e requer condições específicas. As bactérias precisam ser expostas a altas concentrações de PFAS e, muitas vezes, em ambientes onde não têm acesso a outras fontes de carbono. Isso as leva a adaptar seu metabolismo para explorar essas substâncias químicas como alimento.
A degradação dos PFAS pelas bactérias também produz metabólitos, alguns dos quais ainda podem conter flúor. No entanto, em alguns casos, esses metabólitos são posteriormente degradados, reduzindo assim sua toxicidade potencial. Essa capacidade de degradar não apenas os PFAS, mas também seus subprodutos, é crucial para uma descontaminação eficaz.
A pesquisa sobre a degradação bacteriana dos PFAS ainda está em andamento, com estudos visando entender como otimizar esse processo. Isso inclui a exploração de diferentes cepas bacterianas, condições ambientais e métodos para acelerar a degradação, oferecendo perspectivas promissoras para o gerenciamento de poluentes persistentes.
Quais são os desafios da degradação dos PFAS?
A degradação dos PFAS apresenta vários problemas importantes. Em primeiro lugar, a estabilidade das ligações carbono-flúor torna essas substâncias extremamente resistentes à degradação natural. Isso significa que os métodos tradicionais de tratamento de poluentes são frequentemente ineficazes contra os PFAS.
Outro desafio é a diversidade dos PFAS. Existem milhares de compostos diferentes nessa categoria, cada um com suas próprias propriedades químicas. Isso complica a busca por soluções universais de degradação, exigindo abordagens específicas para cada tipo de PFAS.
Por fim, a degradação dos PFAS pode produzir metabólitos que, embora menos persistentes, ainda podem ser tóxicos. Portanto, é crucial entender e controlar esses subprodutos para garantir uma descontaminação completa e segura.
Apesar desses desafios, os avanços na compreensão da degradação bacteriana dos PFAS oferecem esperança. Ao explorar as capacidades naturais das bactérias, os cientistas esperam desenvolver métodos eficazes e sustentáveis para eliminar esses poluentes do meio ambiente.
Fonte: Science of the Total Environment