Bakteri tertentu dapat merusak ikatan kuat yang membuat “bahan kimia selamanya” ini berumur panjang, dan ini menunjukkan kemungkinan perawatan berbiaya rendah yang dapat membersihkan air dari PFAS.
PFAS, atau zat perfluoroalkil dan polifluoroalkil, adalah senyawa buatan yang ditemukan di banyak produk. Mereka mengandung ikatan kimia yang kuat jangan mudah pecahsehingga sulit untuk dihilangkan dari tubuh dan lingkungan kita.
PFAS punya berhubungan dengan berbagai dampak kesehatandan April lalu, Badan Perlindungan Lingkungan menetapkan batasan pada konsentrasi enam PFAS umum dalam air minum. Langkah ini menyoroti perlunya cara pembersihan yang efektif perairan yang tercemar.
Kini, dalam sebuah penelitian yang diterbitkan pada 17 Juli di jurnal tersebut Kemajuan dalam Sainspeneliti melaporkan untuk pertama kalinya bahwa empat spesies Asetobakteri dapat menurunkan obligasi di beberapa PFAS. Ini termasuk PFAS tak jenuh, yang struktur kimianya membuatnya lebih mudah terurai dibandingkan PFAS jenuh. Contoh bahan kimia ini antara lain PFMeUPA dan FTMeUPA, yang belum diatur oleh EPA.
Terkait: PFAS ‘bahan kimia selamanya’ akan secara resmi dihapus dari kemasan makanan, kata FDA
“Degradasi PFAS menggunakan mikroba merupakan salah satu teknologi yang paling banyak dicari dalam pengolahan air limbah dan pengelolaan limbah,” Nirupam Aichseorang profesor teknik di Universitas Nebraska-Lincoln yang tidak terlibat dalam penelitian ini, mengatakan kepada Live Science melalui email.
Sudah ada beberapa pendekatan efektif untuk mengobati PFAS, termasuk penyaringan dan perlakuan panas. Namun, penggunaan pendekatan biologis yang melibatkan bakteri dapat memberikan keuntungan unik. Menurut penulis studi tersebut, pendekatan ini berbiaya rendah dan mudah disuntikkan ke air tanah di bawah permukaan bumi, dimana banyak pengolahan yang ada saat ini sulit untuk diterapkan. Pasokan air bawah tanah sekitar sepertiga air minum AS.
Mikroba yang disorot dalam studi baru ini memutus ikatan karbon-fluor di beberapa PFAS tak jenuh. Proses ini, yang dikenal sebagai defluorinasi, didorong oleh enzim yang memutuskan ikatan kimia, sehingga membebaskan atom fluorida. Atom-atom ini biasanya akan membunuh bakteri. Namun peneliti menemukan hal itu Asetobakteri spesies memiliki saluran khusus yang memompa fluorida keluar dari sel mereka dan ke lingkungan, sehingga bakteri dapat bertahan hidup.
Hal ini mungkin merupakan bagian dari mekanisme pertahanan bakteri yang berevolusi untuk mendetoksifikasi senyawa yang dapat membunuhnya, kata penulis studi senior Laki-laki Yujieseorang profesor di Departemen Teknik Kimia dan Lingkungan di Universitas California (UC) Riverside, mengatakan kepada Live Science melalui email.
Setelah mengidentifikasi enzim defluorinasi, tim memeriksa database genom untuk melihat apakah ada enzim lain Asetobakteri juga memiliki enzim dan pompa yang sama. Mereka menemukan defluorinasi Asetobakteri dalam sampel air limbah dari Amerika Utara, Eropa dan sebagian Afrika dan Asia. Petunjuk tambahan menyiratkan bahwa mereka juga dapat ditemukan di tanah dan air tanah, kata penulis penelitian. Asetobakteri spesies ini umumnya ditemukan di air limbah, namun sedikit yang diketahui tentang spesies ini dan enzim defluorinasinya, kata Men.
Terkait: Apakah minum air hujan aman?
Dalam penelitian sebelumnya, Men dan rekannya mengidentifikasi bakteri lain yang bisa menyebabkan hal ini memecah karbon-klorin ikatan yang ditemukan di beberapa PFAS, memicu reaksi yang mendeklorinasi dan kemudian menghancurkan bahan kimia tersebut selamanya. Temuan terbaru para ilmuwan menambah jumlah senyawa PFAS yang diketahui dapat didegradasi oleh mikroba.
Penelitian ini dapat memandu pencarian lebih banyak bakteri yang mendegradasi PFAS, yang mengarah pada penemuan enzim baru dan pengembangan bioteknologi yang mempercepat proses alami ini, kata Men.
Degradasi mikroba PFAS biasanya mengacu pada penggunaan mikroba dalam pengolahan air limbah untuk mendegradasi PFAS sebelum air didesinfeksi dan dikembalikan ke pasokan air minum, kata Aich. Tantangan utama dari pendekatan ini adalah jarangnya mikroba yang dapat memutus ikatan karbon-fluor. Meskipun mikroba mampu mendegradasi bahan kimia, laju degradasinya bisa lambat.
Penelitian ini merupakan salah satu penelitian pertama yang memberikan wawasan mengenai mekanisme spesifik dan enzim bakteri yang dapat diisolasi dan ditingkatkan untuk meningkatkan laju degradasi tersebut, kata Aich.
Para peneliti sekarang sedang bekerja antarmuka material-mikroba yang menggabungkan kemampuan defluorinasi bakteri dengan zat yang meningkatkan pemecahan PFAS. Sifat-sifat zat ini berubah sebagai respons terhadap medan listrik, dan ini memungkinkan mereka menghancurkan produk sampingan yang ditinggalkan oleh enzim bakteri, katanya. Chong Liu, seorang profesor kimia dan biokimia di UCLA yang memimpin penelitian tentang antarmuka. Dengan demikian, antarmuka material-mikroba memberikan pukulan cepat ke PFAS, kata Liu kepada Live Science melalui email.
Diperlukan lebih banyak penelitian untuk mengungkap biokimia yang tepat dari enzim defluorinasi dan potensi dampaknya pada skala yang lebih besar, kata Men.
“Sangat kecil kemungkinannya bahwa mikroba secara individu dapat menjadi solusi global terhadap kontaminasi PFAS,” katanya. Namun, penelitian mereka menunjukkan cara untuk menggunakan bakteri dalam bioteknologi yang dapat bekerja sendiri atau dikombinasikan dengan pendekatan lain.
