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Les chercheurs explorent des voies neuves de débarrasser l'environnement des produits chimiques toxiques de Co-occurrence

En travers de l'Amérique, les sites de déchets dangereux constituent un danger actuel à la santé humaine et environnementale. Les la plupart des cas sévères sont connus comme sites de Superfund, dont au-dessus de mille existez actuel.

Environ 50 millions d'Américains vivent au-dessous de trois milles d'une de ces zones, potentiellement les mettant au risque accru pour le cancer et d'autres graves maladies.

Tandis que la décontamination de tels sites est une priorité de santé publique, les défis techniques sont intimidants. De l'intérêt particulier est une paire de produits chimiques chlorés connus sous le nom de TCE et perchlorate. TCE était très utilisé comme un agent de dégraissage et un perchlorate est employé dans la fabrication des propulseurs.

En raison de la confiance répandue dans ces produits chimiques dans la disposition antérieure et leur incorrecte, ils ont souvent réussi à pénétrer leur l'environnement, posant des risques importants à la santé des personnes et aux écosystèmes environnants.

La bioremédiation pour le démontage de ces hautement produits chimiques toxiques, particulièrement quand ils sont présents dans les mélanges, a longtemps été un défi pour des scientifiques. Les produits chimiques chlorés persistent obstinément dans le milieu, contaminant parfois des systèmes d'eau potable.

Dans une étude neuve, les chercheurs chez le Biodesign Swette centrent pour que les voies neuves explorées par biotechnologie environnementale débarrassent l'environnement de ces produits chimiques toxiques de Co-occurrence.

Pour accomplir ceci, Fe0 en combination avec les cultures microbiennes contenant un microbe exceptionnel connu sous le nom de mccartyi de Dehalococcoides ont été ajoutés aux échantillons de saleté et d'eaux souterraines d'un site contaminé de Superfund dans Goodyear, Arizona. Le site contaminé avait ancien été impliqué dans la défense et la fabrication aérospatiale.

Les chercheurs décrivent comment les bactéries de Dehalococcoides peuvent agir dans la synergie avec Fe0, connu en tant que fer nullivalant. L'étude neuve décrit les conditions dans lesquelles Fe0, Dehalococcoides, et d'autres bactéries peuvent effectivement convertir TCE et perchlorate en de produits finaux bénins ou moins toxiques de biodégradation microbienne, (par exemple, ethene).

L'étude apparaît dans la question actuelle des sciences de l'environnement et de la technologie de tourillon.

En critique, la technique évite la réaction de dégradation de TCE de la perte de vitesse au milieu du procédé. Quand ceci se produit, une paire des produits chimiques, du cis-DCI et du chlorure de vinyle est produite, au lieu de l'ethene. Ce serait mauvaise nouvelle pour l'environnement, comme le chlorure de vinyle est identifié comme carcinogène hautement efficace.

Au lieu de cela, à l'aide des concentrations inférieures de Fe0 âgé avec Dehalococcoides, une réduction complète de TCE et le perchlorate aux ions inoffensifs d'ethene et de chlorure ont été réalisés.

L'étude a également expliqué que les fortes concentrations de Fe0 ont empêché TCE et réduction de perchlorate tandis que le fer ferreux (Fe2+), un produit d'oxydation de Fe0, réaction sensiblement ralentie de réduction de TCE à l'ethene.

« Habituellement, les environnements pollués contiennent plus d'un contaminant toxique, pourtant, nous avons l'information limitée pour les environnements de management avec les contaminants multiples, » dit Srivatsan Mohana Rangan, auteur important de l'étude neuve.

« Les synergies entre les réactions microbiologiques et abiotiques peuvent aider à réaliser la remédiation couronnée de succès des contaminants multiples simultanément dans un calendrier plus court. Notre étude utilisant les cultures microbiennes avec du fer reductant et nullivalant chimique, explique des scénarios pour la remédiation couronnée de succès de TCE et le perchlorate, mais souligne également les scénarios qui peuvent aggraver la contamination de l'environnement, en produisant des produits chimiques carcinogènes. »

Nous espérons que cette étude aidera à aviser le modèle traitement au site du nord de Superfund d'aéroport de Phoenix Goodyear et à d'autres environnements contaminés où des reductants chimiques tels que Fe0 sont employés pour introduire des activités microbiennes à long terme et supportées dans la saleté et les eaux souterraines. »

Anca Delgado, co-auteur d'étude, université de l'Etat d'Arizona

(En plus de son affectation de Biodesign, Delgado est un professeur adjoint à l'école d'ASU du bureau d'études viable et de l'environnement établi.)

Les découvertes de recherches préparent le terrain pour que les solutions microbiennes avancées adressent la contamination par les produits chimiques chlorés aux sites de Superfund en travers du pays.

Source:
Journal reference:

Rangan, S. M., et al. (2020) Synergistic Zerovalent Iron (Fe0) and Microbiological Trichloroethene and Perchlorate Reductions Are Determined by the Concentration and Speciation of Fe. Environmental Science and Technology. doi.org/10.1021/acs.est.0c05052.