أحد ميكروبات الأراضي الرطبة يُزيل سُمُوم ملوثات الـــــــــ PFAS..

تُشكِل المواد الكيميائية المفلورة السامة والمعروفة باسم بولي فلورو الألكيل أو فوق فلورو الألكيل (PFAS) تهديدًا على الصحة العامة وذلك بسبب تلويثها الواسع لمياه الشرب. لَقَّبَ بعض العلماء هذه المواد بــــــــــــــــ “المواد الكيميائية الأبدية” وذلك لأنها حتى الآن تمتلك مناعة ضد التحلل الميكروبي. أَظْهَرَت دراسة حديثة قُدْرة بكتيريا الأراضِ الرطبة خلال 100 يوم في المختبر، إزالة ذرات الفلور من حوالي 60% من حمض فوق فلورو الأوكتانويك (PFOA) وحمض فوق فلورو أوكتان السلفونيك (PFOS)، مما يُزيلَ سُمّيَّة هذه المواد (Environ. Sci. Technol. 2019, DOI: 10.1021/acs.est.9b04047). تُظهِر هذه النتائج إمكانية استخدام المعالجة البيولوجية للمواقع الملوثة بـالـــــــــ PFAS.

تُعَّد مركبات PFOA وPFOS مادتان من عائلة تضم أكثر من 4700 مادة مفلورة ذات نشاطًا سطحيًا من مواد الـــــــــــــــــــ PFAS، والتي كانت تُستخْدَم رغوًة لإطفاءِ الحرائقِ، وطلاًء مضادً للالتصاقِ، وموادًا مقاومةً للتصبغِ. قام المصنعون الأمريكيون بالتخلص التدريجي من استخدام هاتين المادتين بعد أن ربطها العلماء بخلل الغدد الصماء وبالأورام. ولكن بقيت هاتين المادتين أكثر مركبات الــــــــــــــ PFAS شيوعًا تلويثًا للبيئة.

مع المستويات الصحية المسموح بها من كلٍ من PFOA وPFOS في مياه الشرب، يجتهد العلماء في تطوير تقنيات المعالجة البيولوجية للتخلص من هذه المواد. يقول بيتر جافي المهندس البيئي في جامعة برينستون الأمريكية: «إن المشكلة تكمن في مقاومة هذه المواد للتحلل وذلك بسبب قوة الرابطة بين الكربون و الفلور التي تعزز من بقائها في البيئة» ... «تمكن العلماء حتى اليوم من التعرف علي بضعة ميكروبات فقط يمكنها تحليل كلٍ من PFOA و PFOS جزئيًا، و ذلك لأنها لا تستطيع مهاجمة رابطة الكربون-فلور، و كل ما تقوم به هو إنتاج مركبات فوق مفلورة أصغر حجمًا و غير قابلة للتحلل».

أجري جافي وزميله في جامعة برينستون تشان هوانغ أبحاث على نوع من البكتريا من فصيلة Acidimicrobium اسمه A6 والذي حصلوا عليه من الأراضي الرطبة في نيوجرسي. تنشَّط بكتيريا A6 في الأوساط الغنية بالحديد والامونيوم، ولها القدرة على القيام بتفاعل يعرف بتفاعل فيموكس (Feammox)، وهو تفاعل تنتقل فيه الالكترونات من الأمونيوم إلى الحديديك فيختزل الى الحديدوز (Soil Biol. Biochem. 2005, DOI: 10.1016/j.soilbio.2005.03.027). تساءل العلماء إذا كان يمكن لتفاعل فيموكس اختزال رابطة الكربون-فلور في مركبات PFOA وPFOS وبالتالي تكسيرها وإنتاج أيونات فلوريد أقل سُمّيّة.

زَرَعَ فريق البحث بكتيريا الـــــــــــــــ A6 في المختبر مع الحديد والأمونيوم في حالة وجود وغياب كلٍ من PFOA وPFOS. وسَجَّلَ الباحثون تغيَّر تركيزات مركبَّي الـــــــــــــ PFAS مع الزمن في ظِل مراقبة مستويات الحديد والأمونيوم والفلورايد. بعد 100 يوم، زالت نسبة 60% من مركبات الـــــــــــــ PFOA وPFOS تمامًا. وبمقارنة نسبة الحديدوز الناتجة الى نسبة الأمونيوم المستهلكة من المزارع، ثَبَتَ للعلماء بأن بكتيريا A6 تنقل الالكترونات إلى مركبات الـــــــــــPFAS لتحرير أيونات الفلوريد عِوَضًا عن تمريرها الى الحديديك ومن ثَمَّ تحويلة إلى حديدوز.

يقول ويليام كوبر باحث الكيمياء البيئية في جامعة كاليفورنيا، آيرفين: «على الرغم أن عملية إزالة أيونات الفلوريد تكون بطيئة، إلا أن أبحاث الفيموكس تُظهِر تحول كبير، وتُظهِر للمرة الأولى إمكانية التفكك الحيوي للمركبات المفلورة» ... «بالمقارنة مع تطبيق المعالجات الفيزيائية والكيميائية، وضخ المياه الجوفية فإن المعالجة البيولوجية يمكِن تطبيقها في أماكن أسهل وبتكلفة أقل».