幕后文章是与国家科学基金会合作提供给生活方面的。
研究人员已经开发了一种细菌菌株，该菌株在降低称为PCB或多氯联苯的有毒工业化学物质方面具有独特的有效性。
PCB是有毒的人造有机化学物质，对人类健康和环境构成威胁。
环境保护局已将PCB归类为潜在的人类致癌物已知会对人类和其他动物的免疫，生殖，神经和内分泌系统产生不利影响。 PCB用于美国工业和商业应用，从1929年开始制造，直到1979年被禁止。由于它们具有降解性，因此环境中仍然存在PCB。
很难降解
清理PCB通常涉及挖掘出充满PCB的土壤，焚化土壤或将其沉积在安全的垃圾填埋场中。这些补救技术很昂贵。例如，通用电气花费了5.61亿美元疏通和堆260万立方码的哈德逊河沉积物被PCB污染。即使在挖泥后，PCB也经常嵌入周围的岩石中。
PCB中的氯原子使这些化学物质有毒且难以降解。即使在环境中有天然存在的PCB降解细菌，它们也很慢，可以分解化学物质。高度氯化PCB的天然原位脱氯在厌氧条件下以每十年约5％的速度发生。这意味着PCB可以在环境中持续很长时间。
这生物修复咨询公司，与支持的国家科学基金会 小型企业创新研究计划，已经能够大量培养一种强大的PCB降解细菌，这可以减轻这种公共卫生问题。
解决方案
以前，研究人员由于对沉积物的依恋很强而无法分离这些更强大的细菌。
然而，玛格丽特·芬德利BCI总裁兼首席科学家，以及BCI副总裁兼项目科学家Samuel Fogel博士能够开发一种文化 - Dehalococcoides属的成员 - 自那以后，他们就可以在市售上使用。研究人员能够从新泽西州的一个地下水中取走细菌。该团队使用常见的矿物质，例如氯化钠，氯化铵，磷酸盐和微量元素来形成生长培养基。
根据研究人员的评估，在培养中生长的细菌不是致病性的，不应在自然环境中引起不利影响。培养的细菌也不会改变水的pH值，使细菌以每百万级或2部分的水平产生残留的盐酸浓度。
与NSFSbirBCI Grant产生了大量细菌，以通过去除氯原子来测试其在中和PCB中的有效性。
BCI的文化表明了其降级的能力Aroclor1260，每分子中包含6至8个氯的化学上类似PCB的常见商业混合物。在18周内，将44％的具有6至8个氯的PCB转化为具有4至6个氯的PCB。另一种PCB混合物Aroclor 1254也可以看到类似的结果。
BCI的突破有可能取代挖泥和运输土壤到垃圾填埋场。
它如何工作
PCB降解细菌减少了双苯基分子中的氯数。然后，随着条件变得越来越多，常见的有氧细菌可以进一步脱氯，并破坏将双苯基分子固定在一起的碳环。
Fogel说：“重要的是要能够在高度氯化的PCB上拆下氯盐……因为其中一些具有二恶英特性，这特别有毒。”他说，一旦您降至两，三四个氯，有氧细菌就可以代谢双苯基。
使用PCB降解细菌的脱氯过程非常复杂。该机制涉及PCB作为电子受体的作用。
“ PCB是电子受体，” Fogel说。 “为了使电子流动，您需要一个电子供体。通常，[供体]是一种糖分子或细菌可以发酵的材料等材料。其中一种发酵产物是分子氢，而分子氢变成了这些细菌用来敲击氯的最终电子供体。”
细菌使用其他天然存在的土壤细菌产生的H2气体作为能源，同时发酵糖或脂肪。 H2充当PCB的电子供体。细菌的酶，脱核酶，具有维生素B12的活性位点，它变成了强大的还原剂。氢气有助于减少脱核酶中的钴，从而催化PCB中氯键的破裂，用氢原子代替氯原子。
一旦发生还原性脱氯（PCB获得电子的过程），细菌留下了有氧细菌可以攻击的底物。有氧细菌破坏了PCB的芳香环，最终产物是矿化二氧化碳和盐酸。
研究历史
自1993年以来，Findlay，Fogel及其团队一直参与研究类似乙酰瓜类球体的细菌。研究人员观察到，在存在细菌的厌氧地下水中发生了还原性的脱氯，并被Trichoretheylene污染。
公司来BCI要求评估受污染的地下水，以了解是否有可能对TCE进行减少脱氯。对于已经在地下水中存在必要细菌的客户，BCI可以通过添加正确的电子供体并建立最佳的生化条件来增强细菌的影响。但是，有些客户的地下水没有含有细菌，因此没有发生细菌引起的脱氯。
BCI的研究人员通过在矿物质盐培养基中种植脱氧核苷的种植，并向地下水缺乏生物体的客户提供商业供应细菌来解决这一问题。
研究人员很快意识到，有一个脱甲基菌的菌株能够脱氯芳香族化合物，例如三氯苯甲酸。
对含有TCB，TCE和PCB的地下水进行的常规测试使BCI研究人员认为，在现实世界中受污染的地点，脱核酸可以在非实验室条件下脱氯PCB。学术文献，尤其是康奈尔大学的Sh Zinder和JM Gossett的学术文献，以及柏林Technische Universitat的L. Adrian，这些大学证明了Dehalococcoides的脱氯PCB的有限能力，也支持了这种信念。
研究人员还知道，脱核酸剂的菌株不同 - 相同的属和物种，但品种不同。
Fogel说：“我们从所有文献中都相信，去足球将成为要处理的重要生物，我们认为是生物修复的最后边界。” “也就是说，PCB是最终的边界，从某种意义上说，没有其他氯化化合物（或任何化学物质）比PCB更难生物降级。”
在电力研究所的赠款中，BCI研究人员测试了含有TCB，PCB，TCE和Dehalocococoides的客户供应的地下水样品，以评估这些样品中细菌的菌株是否适合生物降解地下水PCB。细菌有效去除氯。
随着这一成功，BCI研究人员将注意力转移到了这种PCB降级生物体的文化上。
现在，BCI可以提供细菌培养物来治疗受PCB污染的地下水或土壤。预计细菌将在原位和原位进行还原脱氯，这可能会消除驱散PCB污染土壤的需求。
BCI研究人员正在向公众和补救界通报他们的突破，并采用新的方法来量身定制该发现的工程应用。
BCI的研究人员在PCB方面经历了漫长的旅程，因为他们想改善环境。
福格尔说：“如果今天沿着哈德逊河开车，你会看到沉积物丘。但是，“……也许[我们]应该使用生物学方法来[补救它们]……在BCI，我们是想改变的环境科学家，因此我们要遵循所有必要的步骤。”
编者注：幕后描绘的研究人员已得到文章的支持国家科学基金会，联邦机构负责在科学和工程领域的所有领域资助基础研究和教育。本材料中表达的任何观点，发现和结论或建议都是作者的意见，不一定反映了国家科学基金会的观点。看到幕后档案。
