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I ricercatori esaminano le nuove modalità sbarazzare l'ambiente dei prodotti chimici tossici d'avvenimento

Attraverso l'America, i siti dei rifiuti pericolosi posano una minaccia in corso contro l'essere umano e la salute ambientale. I casi più severi sono conosciuti come siti di Superfund, di cui più di mille corrente esista.

Circa 50 milione Americani vivono entro tre miglia di una di queste zone, potenzialmente collocandole al rischio aumentato per cancro ed altre malattie serie.

Mentre la decontaminazione di tali siti è una priorità di salute pubblica, le sfide tecniche sono scoraggianti. Di interesse particolare è un paio dei prodotti chimici clorurati conosciuti come TCE ed il perclorato. TCE era ampiamente usato come un agente di sgrassamento e un perclorato è utilizzato nella lavorazione di propellenti.

dovuto il ricorso diffuso a questi prodotti chimici nella disposizione passata e loro impropria, hanno riuscito a penetrare spesso loro l'ambiente, comportando i rischi significativi alle sanità ed agli ecosistemi circostanti.

La biorimediazione per la rimozione di questi prodotti chimici altamente tossici, particolarmente quando sono presenti in miscele, lungamente è stata una sfida per gli scienziati. I prodotti chimici clorurati persistono testardo nell'ambiente, a volte contaminante i sistemi a acqua beventi.

In un nuovo studio, i ricercatori al Biodesign Swette concentrano affinchè i nuovi modi esplorati biotecnologia ambientale sbarazzino l'ambiente di questi prodotti chimici tossici d'avvenimento.

Per compire questo, Fe0 congiuntamente alle culture microbiche che contengono un microbo insolito conosciuto come il mccartyi di Dehalococcoides si sono aggiunti ai campioni dell'acqua freatica e del terreno da un sito contaminato di Superfund in Goodyear, Arizona. Il sito contaminato precedentemente era stato compreso nella difesa e nella fabbricazione aerospaziale.

I ricercatori descrivono come i batteri di Dehalococcoides possono agire nella sinergia con Fe0, conosciuto come ferro zero-valent. Il nuovo studio descrive le circostanze nell'ambito di cui Fe0, Dehalococcoides ed altri batteri possono efficacemente convertire TCE ed il perclorato in prodotti finiti benigni o meno tossici della biodegradazione microbica, (per esempio, ethene).

Lo studio compare nella questione attuale della scienza ambientale & della tecnologia del giornale.

Criticamente, la tecnica impedisce la reazione di degradazione di TCE l'arresto a metà strada del trattamento. Quando questo accade, un paio dei prodotti chimici, del cis-DCE e del cloruro di vinile è prodotto, invece di ethene. Ciò sarebbe cattive notizie per l'ambiente, come il cloruro di vinile è riconosciuto come agente cancerogeno altamente potente.

Invece, usando le concentrazioni basse di Fe0 invecchiato con Dehalococcoides, una riduzione completa di TCE ed il perclorato agli ioni inoffensivi del cloruro e del ethene sono stati raggiunti.

Lo studio egualmente ha dimostrato che le alte concentrazioni di Fe0 hanno inibito TCE e la riduzione del perclorato mentre ferro ferroso (Fe2+), un prodotto dell'ossidazione di Fe0, la reazione significativamente rallentata di riduzione di TCE a ethene.

“Solitamente, gli ambienti inquinanti contengono più di un agente inquinante tossico, eppure, abbiamo informazioni limitate per gli ambienti di gestione con gli agenti inquinanti multipli,„ dice Srivatsan Mohana Rangan, autore principale di nuovo studio.

“Le sinergie fra le reazioni microbiologiche ed abiotiche possono contribuire a raggiungere simultaneamente il riuscito rimedio degli agenti inquinanti multipli in un più breve calendario. Il nostro studio facendo uso delle culture microbiche con un ferro reductant e zerovalent chimico, dimostra gli scenari per riuscito rimedio di TCE ed il perclorato, ma egualmente sottolinea gli scenari che possono esacerbare la contaminazione dell'ambiente, generando i prodotti chimici cancerogeni.„

Speriamo che questo studio contribuisca ad informare la progettazione correttiva al sito del nord e ad altro di Superfund dell'aeroporto di Phoenix Goodyear ambienti contaminati in cui i reductants chimici quale Fe0 sono usati per promuovere le attività microbiche a lungo termine e continue nel terreno e nell'acqua freatica.„

Anca Delgado, co-author di studio, Arizona State University

(Oltre alla sua nomina di Biodesign, Delgado è un assistente universitario al banco di ASU di assistenza tecnica sostenibile e dell'ambiente sviluppato.)

I risultati della ricerca aprono la strada affinchè le soluzioni microbiche avanzate indirizzino la contaminazione dai prodotti chimici clorurati ai siti di Superfund attraverso il paese.

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.