Utilisation de micro-organismes pour éliminer les polluants des eaux souterraines. Crédit : Evan Fields/UC Riverside
Une équipe d’ingénierie environnementale de l’UC Riverside a découvert des espèces bactériennes spécifiques capables de détruire certains types de « produits chimiques éternels », une étape supplémentaire vers des traitements à faible coût des sources d’eau potable contaminées.
Les micro-organismes appartiennent au genre Acetobacterium et sont couramment présents dans les eaux usées du monde entier.
Les produits chimiques éternels, également connus sous le nom de substances per- et polyfluoroalkylées ou PFAS, sont ainsi nommés parce qu’ils possèdent des liaisons chimiques carbone-fluor extrêmement fortes, qui les rendent persistants dans l’environnement.
Les micro-organismes découverts par les scientifiques de l’UCR et leurs collaborateurs peuvent rompre ces liaisons tenaces entre le fluor et le carbone, rapportent-ils le 17 juillet dans la revue Progrès scientifiques.
« Il s’agit de la première découverte d’une bactérie capable de réaliser une défluoration réductrice des structures PFAS », a déclaré Yujie Men, auteur correspondant de l’étude et professeur associé au Bourns College of Engineering de l’UCR, au département de génie chimique et environnemental.
Les hommes ont averti que les bactéries n’étaient efficaces que sur les composés PFAS insaturés, qui ont des doubles liaisons carbone-carbone dans leurs structures chimiques.
Mais surtout, les scientifiques ont également identifié les enzymes spécifiques de ces bactéries, essentielles pour rompre les liaisons carbone-fluor. Cette découverte ouvre la voie aux bio-ingénieurs pour améliorer ces enzymes afin qu’elles soient efficaces sur d’autres composés PFAS. (Les enzymes sont des protéines qui agissent comme catalyseurs pour les réactions biochimiques.)
Yujie Men, professeur associé à l’Université de Californie à Riverside, dans un incubateur rempli de bouteilles de cultures bactériennes. Crédit : Stan Lim/UC Riverside
« Si nous parvenons à comprendre le mécanisme, nous pourrons peut-être trouver des enzymes similaires en fonction des caractéristiques moléculaires identifiées et en sélectionner d’autres plus efficaces », a déclaré Men. « De plus, si nous parvenons à concevoir une nouvelle enzyme ou à modifier cette enzyme connue en nous basant sur la compréhension du mécanisme, nous pourrions la rendre plus efficace et travailler avec une gamme plus large de molécules PFAS. »
En 2023, Men a publié un article qui a identifié d’autres micro-organismes qui brisent la liaison carbone-chlore dans les composés PFAS chlorés, ce qui déclenche une défluoration spontanée substantielle et détruit ce groupe de polluants. La découverte la plus récente augmente considérablement le nombre de composés PFAS qui peuvent être détruits biologiquement.
Le traitement des eaux souterraines par des bactéries est rentable, car les micro-organismes détruisent les polluants avant que l’eau n’atteigne les puits. Le procédé consiste à injecter dans les eaux souterraines les espèces de bactéries préférées ainsi que des nutriments pour augmenter leur nombre.
Étant donné que les composés PFAS sont liés au cancer et à d’autres maladies de santé humaine, l’Agence américaine de protection de l’environnement (EPA) a imposé plus tôt cette année des limites de qualité de l’eau qui limitent certains produits chimiques éternels à seulement quatre parties par billion dans l’eau du robinet du pays, incitant les fournisseurs d’eau à trouver des solutions de nettoyage des PFAS.
Les composés PFAS ont été largement utilisés dans des milliers de produits de consommation à partir des années 1940 en raison de leur capacité à résister à la chaleur, à l’eau et aux lipides. Parmi les exemples de produits contenant des PFAS, on peut citer les mousses extinctrices, les emballages et contenants en papier résistants à la graisse tels que les sacs de pop-corn pour micro-ondes, les boîtes à pizza et les emballages de bonbons ; ainsi que les produits antitaches et hydrofuges utilisés sur les tapis, les tissus d’ameublement, les vêtements et autres tissus, selon l’EPA.
Yaochun Yu est l’auteur principal de l’article. Il a été étudiant scientifique invité et chercheur postdoctoral à l’UCR avant de rejoindre l’Institut fédéral suisse des sciences et technologies aquatiques, ou Eawag, en 2022.
Plus d’information:
Yaochun Yu et al., Systèmes de bifurcation électronique et d’efflux de fluorure impliqués dans la défluoration des acides carboxyliques insaturés perfluorés par Acetobacterium spp., Progrès scientifiques (2024). DOI : 10.1126/sciadv.ado2957. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ado2957
Fourni par l’Université de Californie – Riverside
Citation: Des microbes détruisent certains « produits chimiques éternels » en divisant les liaisons fluor-carbone tenaces (2024, 17 juillet) récupéré le 17 juillet 2024 à partir de
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