Micróbio de áreas pantanosas desintoxica contaminantes PFAS

Produtos químicos fluorados tóxicos, conhecidos como substâncias per e polifluoralquil (PFAS), desencadearam um desafio à saúde pública devido à contaminação generalizada da água potável. Alguns cientistas apelidaram esses compostos de “substâncias químicas eternas” porque estavam praticamente imunes à degradação microbiana—até agora. Um novo estudo relata que, durante um período de 100 dias em laboratório, uma bactéria de áreas pantanosas removeu os átomos de flúor de até 60% de ácido perfluorooctanóico (PFOA) e ácido perfluorooctanossulfônico (PFOS), tornando as substâncias inofensivas (Environ. Sci. Technol. 2019, DOI: 10.1021/acs.est.9b04047). Os resultados oferecem o primeiro vislumbre de que locais contaminados com PFAS poderiam ser potencialmente limpos usando biorremediação.

PFOA e PFOS são apenas dois dos mais de 4.700 surfactantes fluorados da família PFAS. Os fabricantes usavam o PFOA em espumas de combate a incêndios e na fabricação de Teflon. As empresas também adicionavam PFOS às espumas de combate a incêndios e repelentes de manchas. Os fabricantes americanos eliminaram gradualmente os dois compostos depois que os cientistas os relacionaram ao câncer e à interrupção endócrina. Mas esses continuam sendo os PFAS mais comuns que contaminam o meio ambiente, liberados nas águas subterrâneas e superficiais pelas indústrias fluoroquímicas e o uso de espumas de combate a incêndios para treinamento e suprimir incêndios.

Com a Agência de Proteção Ambiental dos EUA e um número crescente de estados estabelecendo níveis de aconselhamento em saúde para PFOA e PFOS em água potável, os cientistas desejam desenvolver tecnologias de biorremediação para eliminar essas substâncias. Mas os compostos resistem à degradação porque sua ligação carbono-flúor é a ligação simples mais forte ao carbono—e a chave para sua a persistência no meio ambiente, diz Peter R. Jaffé, engenheiro ambiental da Universidade de Princeton. Até o momento, os cientistas haviam identificado apenas alguns micróbios que podem quebrar parcialmente o PFOA e o PFOS. No entanto, como esses organismos são incapazes de atacar a ligação C-F, eles apenas produzem compostos perfluorados menores que ainda não são degradáveis, diz ele.

Jaffé e seu colega de Princeton, Shan Huang, principal autor do estudo, estavam trabalhando com uma cepa de bactérias Acidimicrobium, chamada A6, que ele retiraram de um pântano de Nova Jersey. O A6, que prospera em um ambiente rico em ferro e amônio, realiza uma reação conhecida como Feammox, na qual transfere elétrons do amônio para o ferro férrico, reduzindo-o a ferro ferroso (Soil Biol. Biochem. 2005, DOI: 10.1016/j.soilbio.2005.03.027). Os cientistas se perguntavam se a reação do Feammox poderia reduzir as ligações C-F no PFOA e no PFOS, quebrando-as e produzindo íons fluoretos menos tóxicos. Baixas concentrações de flúor geralmente são adicionadas à água para evitar cáries dentárias. “Decidimos testar a exposição do A6 ao PFOA e PFOS”, diz Jaffé.

A equipe cultivou o A6 no laboratório com ferro e amônio, com e sem PFOA e PFOS. Os pesquisadores acompanharam as concentrações dos dois PFAS ao longo do tempo usando cromatografia líquida—espectrometria de massa em tandem. Os cientistas também monitoraram os níveis de ferro, amônio e fluoreto com cromatografia iônica. Após 100 dias, 60% dos PFOA e PFOS desapareceram. Ao comparar a proporção de ferro ferroso produzido com amônio removido das culturas, os pesquisadores determinaram que o A6 estava transferindo elétrons para o PFAS para liberar íons fluoreto em vez de passar elétrons para ferro férrico para produzir ferro ferroso.

“Embora a defluoração seja lenta, esta pesquisa da Feammox é potencialmente transformadora”, mostrando pela primeira vez que esses compostos fluorados podem ser biodegradados, diz William Cooper, químico ambiental da Universidade da Califórnia, Irvine. Em comparação com o bombeamento de águas subterrâneas e a aplicação de tratamentos químicos ou físicos, a remediação biológica pode ser feita de maneira relativamente fácil e barata, diz ele.