Les agents microbiens ciblent les menaces chimiques dans l’environnement


Les agents microbiens ciblent les menaces chimiques dans l'environnement

Les zones fortement contaminées – les sites dits superfonds – sont au nombre de plus de 1 000 rien qu’aux États-Unis. Une nouvelle recherche décrit une technique puissante qui utilise la vie microbienne pour nettoyer les sites contaminés par deux produits chlorés, le TCE et le perchlorate. Crédit photo: Arizona State University

Partout en Amérique, les décharges de déchets dangereux constituent une menace persistante pour la santé humaine et l’environnement. Les pires cas sont connus sous le nom de sites superfonds, dont plus d’un millier existent actuellement. Environ 50 millions d’Américains vivent à moins de trois miles de l’une de ces zones, ce qui les expose à un risque accru de cancer et d’autres maladies graves.

Si la décontamination de ces sites est une priorité de santé publique, les défis techniques sont considérables. Les deux produits chimiques chlorés appelés TCE et perchlorate sont particulièrement préoccupants. Le TCE a été largement utilisé comme dégraissant et le perchlorate est utilisé la fabrication d’ gonflants. En raison de la dépendance généralisée à l’égard de ces produits chimiques dans le passé et de leur élimination incorrecte, ils se sont souvent retrouvés dans l’environnement et présentent des risques importants pour la santé humaine et les écosystèmes environnants.

La biorestauration pour éliminer ces produits chimiques hautement toxiques, en particulier lorsqu’ils sont en mélange, a longtemps été un défi pour les scientifiques. Les produits chimiques chlorés restent persistants dans l’environnement et contaminent parfois les réseaux d’eau potable.

Dans une nouvelle étude, des chercheurs du Biodesign Swette Center for Environmental Biotechnology ont étudié de nouvelles façons de débarrasser l’environnement de ces produits chimiques toxiques concomitants. Pour ce faire, Fe0 En combinaison avec des cultures microbiennes contenant un microbe inhabituel appelé Dehalococcoides mccartyi, des échantillons de sol et d’eau souterraine ont été ajoutés à partir d’un site Superfund contaminé à Goodyear, en Arizona. Le site contaminé était auparavant impliqué dans les industries de la défense et de l’aérospatiale.

Les chercheurs décrivent comment les bactéries Dehalococcoides peuvent travailler en synergie avec Fe0, connu sous le nom de fer zéro-valent. La nouvelle étude décrit les conditions dans lesquelles Fe0, Le déhalococcoide et d’autres bactéries peuvent convertir efficacement le TCE et le perchlorate en produits finaux bénins ou moins toxiques de la biodégradation microbienne (par exemple l’éthène).

L’étude apparaît dans le numéro actuel de la revue Science et de l’environnement.

Il est essentiel que la technologie empêche la réaction de dégradation du TCE de se bloquer au milieu du processus. Dans ce cas, deux produits chimiques, le cis-DCE et le chlorure de vinyle, sont fabriqués à la place de l’éthène. Ce serait une mauvaise nouvelle pour l’environnement car le chlorure de vinyle est reconnu comme un cancérogène très puissant.

Au lieu de cela, de faibles concentrations de Fe vieilli sont utilisées0 avec les déhalococcoïdes, une réduction complète du TCE et du perchlorate en ions éthène et chlorure inoffensifs a été obtenue. L’étude a également montré que de fortes concentrations de Fe0 inhibait la réduction du TCE et du perchlorate, tandis que le fer (Fe2+), un produit d’oxydation du Fe0a considérablement ralenti la réaction de réduction du TCE en éthène.

« Les environnements pollués contiennent généralement plus d’un contaminant toxique. Cependant, nous avons peu d’informations sur la façon de traiter les environnements contaminants multiples », a déclaré Srivatsan Mohana Rangan, auteur principal de la nouvelle étude. «Les synergies entre les réactions microbiologiques et abiotiques peuvent contribuer au succès de la remédiation de plusieurs contaminants simultanément en un temps plus court. Notre étude avec des cultures microbiennes avec un agent réducteur chimique, le fer zéro-valent, montre des scénarios pour une remédiation réussie du TCE et du perchlorate, mais souligne également Scénarios qui peuvent exacerber la pollution due à la production de produits chimiques cancérigènes. « 

«Nous espérons que cette étude aidera à améliorer la conception de l’assainissement sur le site Superfund de l’aéroport Phoenix Goodyear North et dans d’autres environnements contaminés où des réducteurs chimiques tels que le Fe sont présents.0 sont utilisées pour encourager une activité microbienne à long terme et durable dans le sol et les eaux souterraines », déclare Anca Delgado, co-auteur de la nouvelle étude (en plus de sa nomination sur la biodesign, Delgado est professeure adjointe à la School of Sustainable Engineering and the Built Environment).

La recherche ouvre la voie à des solutions microbiennes avancées pour lutter contre la contamination par les produits chimiques chlorés sur les sites Superfund à travers le pays.


Gestion des microbes spécialisés pour éliminer les produits chimiques tenaces de l’environnement


Plus d’information:
Srivatsan Mohana Rangan et al., Les réductions du fer zérovalent synergique (Fe0) et du trichloréthylène et du perchlorate microbiologiques sont déterminées par la concentration et la spéciation du Fe. Science et technologie de l’environnement (2020). DOI: 10.1021 / acs.est.0c05052

Fourni par l’Arizona State University

Citation: Microbial Agents against Chemical Threats in the Environment (2020, 17 novembre), consulté le 18 novembre 2020 sur https://phys.org/news/2020-11-microbial-remedies-chemical-threats-environment.html

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