纽约州立大学水牛城分校（University at Buffalo）的一项研究表明，从受污染土壤中分离出的一种细菌菌株可以分解持久性有机污染物（PFAS）中强韧的碳-氟键，以及一些由此产生的短链PFAS副产物。
该研究由纽约州立大学水牛城分校化学系教授兼Henry M. Woodburn主席Diana Aga博士领导，研究结果发表在本月的《环境科学与技术》杂志上。研究表明，F11菌株在100天的暴露期内代谢了超过90%的全氟辛烷磺酸（PFOS）。PFOS是最常检测到且最持久的PFAS之一，去年被美国环境保护署指定为危险物质。
F11菌株还分解了两种额外类型的PFAS：100天后分解了58%的5:3氟代烯烃羧酸和21%的6:2氟代烯烃磺酸盐。
“PFAS中的碳-氟键非常强，大多数微生物无法将其作为能量来源。F11菌株进化出了切开氟原子并食用碳的能力。”Aga解释道。
不同于许多关于PFAS降解细菌的先前研究，Aga的研究考虑到了短链分解产物或代谢物。在某些情况下，F11甚至去除了这些代谢物中的氟原子或将它们分解至难以检测的水平。
“许多先前的研究仅报告了PFAS的降解，但未涉及代谢物的形成。我们不仅考虑了PFAS副产物，还发现其中一些继续被细菌进一步降解。”该研究的第一作者、Aga实验室的博士生Mindula Wijayahena表示。
研究得到了美国国立卫生研究院下属的国家环境健康科学研究所的支持。其他合作者包括葡萄牙天主教大学、匹兹堡大学和沃特斯公司。
Aga说，这种细菌有一天可能会被用于废水处理厂中分解PFAS。F11菌株是从葡萄牙一个受污染的工业场地的土壤中分离出来的，之前已显示出从药物污染物中去除氟原子的能力。然而，它从未接受过PFAS测试。
研究人员将F11放置在密封烧瓶中，除每升10,000微克的PFAS外没有其他碳源。经过100至194天的培养期后，样本被送往纽约州立大学水牛城分校进行分析，结果显示F11已经降解了一些PFAS。
样本中氟离子浓度的升高表明F11已从PFAS分子中分离出氟原子，以便代谢碳原子。
“碳-氟键使PFAS难以分解，因此将其分解是一个关键步骤。重要的是，F11不仅将PFOS分解成更小的部分，还从这些小部分中去除了氟。”Wijayahena说。
在暴露于PFOS 194天后，F11甚至从三个PFOS代谢物中去除了氟。然而，Aga指出，样本中可能存在其他微量代谢物，目前的方法尚无法检测到。
尽管研究取得了进展，但研究人员表示，F11需要100天才能显著降解提供的PFAS，且实验中没有其他碳源可供消耗。接下来，他们计划研究如何鼓励F11更快地消耗PFAS，即使有竞争性的能量来源可能增加其生长速度。
“我们想研究添加替代碳源的影响。但如果碳源过于丰富且易于降解，细菌可能根本不会接触PFAS。我们需要给F11菌落足够的食物来生长，但又不能多到使它们失去将PFAS转化为可用能量来源的动力。”Aga说。
最终，F11可能会被部署在受PFAS污染的水和土壤中。这可能涉及在污水处理厂的活性污泥中创造条件以培养该菌株，或直接将细菌注入受污染地点的土壤或地下水中，这一过程称为生物强化。
“在废水处理厂的活性污泥系统中，通过添加特定菌株可以加速去除不希望存在的化合物。生物强化是一种尚未在环境中探索过的PFAS修复的有前景的方法。”
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