Onderzoekers vinden bacterie die PFAS kan afbreken

Voor het eerst is er een bacterie gevonden die enkele soorten PFAS kan afbreken, de persistente chemische stoffen die een risico vormen voor de gezondheid. Ook zijn in de bacterie de essentiële enzymen geïdentificeerd die nodig zijn voor de afbraak. Dit laatste biedt openingen voor bio-ingenieurs om deze enzymen verder te verbeteren zodat ze ook effectief kunnen zijn bij andere soorten PFAS.

Het is een stap in de richting van een betaalbare manier om bijvoorbeeld drinkwater vrij te maken van de hardnekkige chemische stoffen, schrijven onderzoekers van de University of California in het wetenschappelijke tijdschrift Science Advances.

PFAS (poly- en perfluoralkylstoffen) zijn een grote groep kunstmatige chemische stoffen die onder meer worden gebruikt in voedselverpakkingen, regenjassen en vuilwerende sprays. Het zijn fijne stoffen om mee te werken omdat de molecuulstructuur ervoor zorgt dat ze zowel vet- als waterafstotend zijn. Die molecuulstructuur is tegelijkertijd het nadeel: ze behoren tot de sterkst chemische bindingen en breken daardoor heel moeilijk af. Niet voor niets worden deze stoffen ‘forever chemicals’ genoemd. PFAS worden veelvuldig aangetroffen in water, bodem en dieren, en kunnen giftig zijn.

Afbraakproces begrijpen

De onderzoekers vonden dat enkele soorten van de bacteriefamilie Acetobacterium een drietal onverzadigde PFAS (stoffen met een dubbele koolstof-koolstofbinding in de chemische structuur) uit elkaar kan laten vallen: PFMeUPA, PFUPA en FTUCA. Om het afbraakproces beter te begrijpen zijn de onderzoekers vervolgens in de bacterie op zoek gegaan naar de specifieke enzymen (eiwitten die fungeren als katalysatoren voor biochemische reacties) die bij het proces betrokken zijn, en ze menen ook die te hebben gevonden. Hier willen ze op verder bouwen.

„Als we het mechanisme begrijpen, kunnen we misschien soortgelijke of nog effectievere enzymen vinden”, zegt Yujie Men, auteur van de studie, in een persbericht bij het onderzoek. „En als we een nieuw enzym kunnen ontwerpen of dit bekende enzym kunnen veranderen op basis van inzicht in hun werking, zouden we het efficiënter kunnen maken en een breder scala aan PFAS-moleculen kunnen verwerken.”

Voor de uiteindelijke toepassing van de bacterie voor PFAS-verwijdering zou grondwater geïnjecteerd kunnen worden met de favoriete bacteriesoorten, samen met voedingsstoffen om ze snel te laten vermeerderen, schrijven de onderzoekers.

Er zijn intussen al meer manieren om PFAS uit water te halen. Drinkwaterbedrijven gebruiken koolstoffilters waar de stoffen aan blijven kleven en omgekeerde osmose waarbij de PFAS wordt tegengehouden door een membraan. Het nadeel van deze manieren is dat er een reststroom ontstaat die veel PFAS bevat. Chemisch afbreken heeft daarom de voorkeur. Ook daarvoor zijn al enkele andere oplossingen gevonden, maar die staan nog in de kinderschoenen en ze zijn lastig in de praktijk doordat ze bijvoorbeeld hoge temperaturen vragen. Voor PFAS die al verspreid zijn in het milieu of in organismen is chemische afbraak overigens alsnog geen oplossing.