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【导(dǎo)语(yǔ)】你(nǐ)可(kě)能(néng)对(duì)“永(yǒng)远(yuǎn)的(de)化(huà)学(xué)品(pǐn)”（PFAS）这(zhè)个(gè)词感(gǎn)到(dào)陌(mò)生(shēng)，但(dàn)它(tā)却(què)广(guǎng)泛(fàn)存(cún)在(zài)于(yú)我(wǒ)们(men)的(de)日(rì)常(cháng)生(shēng)活(huó)中(zhōng)，如(rú)不(bù)粘(zhān)锅(guō)、快(kuài)餐(cān)盒(hé)、防(fáng)水(shuǐ)外(wài)套(tào)等(děng)。这(zhè)类(lèi)物(wù)质(zhì)因其独特的防水防油特性而被广泛应用，然而其难以降解的特性却成为了环境治理的大难题。PFAS一旦进入环境，几乎永不消失，且对人体健康构成严重威胁。近日，意大利科学家在受污染的土壤中发现了一类能够降解PFAS的“嗜毒”细菌，这一发现或许为我们对抗这类健康刺客提供了新的希望。本文将深入探讨这一研究发现及其潜在应用。

你可能没有听说过“永远的化学品”这个词，但你家的不粘锅、快餐盒、防水外套、化妆品甚至牙线，可能都曾与它有关。这类全氟和多氟烷基物质（PFAS，Per- and Polyfluoroalkyl Substances）因其独特的“防(fáng)水(shuǐ)防(fáng)油(yóu)”能(néng)力(lì)，自(zì)20世(shì)纪(jì)40年(nián)代(dài)以(yǐ)来(lái)就(jiù)被(bèi)广(guǎng)泛(fàn)应(yīng)用(yòng)在(zài)日(rì)常(cháng)消(xiāo)费(fèi)品(pǐn)和(hé)工(gōng)业(yè)材(cái)料(liào)中(zhōng)。

一(yī)些(xiē)细(xì)菌(jūn)可(kě)以(yǐ)降(jiàng)解(jiě)永(yǒng)远(yuǎn)的(de)化(huà)学(xué)品(pǐn)（图(tú)片(piàn)来(lái)源(yuán)：作(zuò)者(zhě)使(shǐ)用(yòng)AI生(shēng)成(chéng)）

然(rán)而(ér)，这(zhè)种化学上的坚不可摧也成了环境治理的梦魇。PFAS分子中的碳-氟键极其稳定，不易分解，因此它们一旦进入环境，几乎永远不会消失，被称为永远的化学品（forever chemicals）。几十年来，PFAS悄然渗入土壤、水体甚至人体血液——在一些污染严重地区，饮用水中PFAS的浓度已远超安全限值。

更令人担忧的是，研究发现PFAS堪称“隐形健康刺客”，从基因表达到细胞功能，它能引发一系列连锁反应：扰乱甲状腺平衡、损害肝脏解毒能力、削弱免疫防御、干扰神经传导，甚至穿透胎盘屏障危害胎儿发育。它们的危害像多米诺骨牌效应，其致癌性和多器官毒性正在敲响全球公共卫生的警钟。

那么，有没有办法消灭这种健康刺客？来自意大利的一项新研究或许为我们打开了突破口，科学家在受污染的土壤中发现了一类“嗜毒”细菌，它们不仅能在PFAS中生存，甚至能把这种有害物质当作“食物”。这意味着，某些微生物可能就是我们对抗PFAS的绿色战士。

意大利污染区发现以PFAS为食的“嗜毒”细菌

在意大利北部的威尼托大区，PFAS污染问题已持续多年。当地一家化工厂的历史排放导致地下水、土壤、农作物乃至饮用水中均检测出高浓度PFAS，污染范围波及维琴察和帕多瓦等省份。在一些采样点，水体中PFAS浓度甚至超过了1000纳克/升，是欧洲多国参考限值的数十倍。

面对这一几乎无法自然降解的污染物，当地科学家并未止步于传统化学治理手段。来自意大利皮亚琴察天主教大学（Catholic University of Piacenza）和帕多瓦大学（University of Padua）的联合研究团队，将目光转向了微生物的降解能力。他们从上述重污染区域的土壤中，分离出约20种能吃掉PFAS的细菌。

这些细菌可不是简单地忍受PFAS的存在，它们实际上将PFAS作为唯一的碳源和能量来源，在没有其他营养物质的条件下生长繁殖。研究团队通过富集培养技术，在实验室中创造出一个只含PFAS的(de)环(huán)境(jìng)，然(rán)后(hòu)筛(shāi)选(xuǎn)出(chū)能(néng)在(zài)这(zhè)种(zhǒng)极(jí)端(duān)条(tiáo)件(jiàn)下(xià)顽(wán)强(qiáng)生(shēng)存(cún)的(de)微(wēi)生(shēng)物(wù)。

初(chū)步(bù)实(shí)验(yàn)证(zhèng)实(shí)，这(zhè)些(xiē)细(xì)菌(jūn)对(duì)PFAS具(jù)有(yǒu)显(xiǎn)著(zhe)的(de)降(jiàng)解(jiě)能(néng)力(lì)。在(zài)部(bù)分(fēn)菌(jūn)株(zhū)中(zhōng)，降(jiàng)解(jiě)效(xiào)率甚至达到了30%以上——要知道，PFAS因碳-氟键稳定性极强，哪怕降解几个百分点都极其困难，因此，这一数字足以令人振奋。它们来自一些环境中常见但功能独特的属类，例如微球菌属（Micrococcus）、红杆菌属（Rhodanobacter）、假黄单胞菌属（Pseudoxanthomonas）和无色杆菌属（Achromobacter），这些都在生物修复研究中有一定知名度。

更令人欣慰的是，这些菌株大多可以在实验室中稳定培养，而且通常对人类无害。这意味着它们不仅在生态上具有适应性，也具备了潜在的实际应用前景。

基因测序揭开细菌降解PFAS的秘密

找到能吃PFAS的细菌只是第一步，科学家更想知道它们是如何做到这一点的。为了深入了解这些“嗜毒细菌”的降解机制，研究团队结合了传统微生物学与现代分子生物学技术，揭开细菌降解PFAS的秘密。

首先，他们采用了经典的富集培养方法。研究者将污染土壤样本接种到只含PFAS、不含其他碳源的培养基中，唯有能以PFAS为“食”的细菌才能存活下来，这一方法成功筛选出20种候选菌株。

接着，研究团队运用了一种叫做“宏条形码（metabarcoding）”的分子技术。它通过高通量测序分析土壤样本中的微生物DNA，迅速确定其中存在哪些微生物类群，并评估它们的功能潜力。这种基因图谱式扫描不仅验证了培养中筛选出的菌种，还揭示了它们在自然生态系统中的多样性与相互关系(xì)。

进(jìn)一(yī)步(bù)地(de)，研(yán)究(jiū)人(rén)员(yuán)还(hái)对(duì)这(zhè)20株(zhū)菌(jūn)的(de)全基(jī)因(yīn)组(zǔ)进(jìn)行(xíng)了(le)测序与注释。这一步尤为关键，因为它可以帮助科学家定位具体的降解PFAS基因，也就是说，找到那些专门负责打破碳-氟键、将PFAS转化为无害小分子的关键酶和代谢通路。

目前，科研团队已将这些信息与实验测得的降解效率进行比对，初步建立起了哪些菌株更有效、为何有效的联系图谱。这些数据将为后续的生物强化修复方案、以及合成生物学手段的基因转移提供技术支撑。

值得一提的是，这些菌株不仅在实验室中易于培养，而且大多数对人类与动植物无明显毒性。这意味着，它们或许能够走出实验室，进入真实环境中承担“清污战士”的角色。正如研究负责人Edoardo Puglisi教授所言，这些微生物可能开启PFAS治理的新纪元，甚至为其他难(nán)降(jiàng)解(jiě)污(wū)染(rǎn)物的处理提供借鉴。

总结

科学家在土壤中发现PFAS降解菌的研究，让我们看到了“永远化学品”并非永远无解的可能性。这些微生物并不神秘，它们原本就生活在自然界中，只是我们过去从未真正了解它们的潜力。通过实验室筛选和基因解码，我们得以窥见它们处理PFAS的机制，也为未来开发“绿色修复”方案打下基础。

但(dàn)我们也应当意识到，技术不是万能的解药。无论是细菌、化学方法，还是先进设备，都无法消除人类无节制使用PFAS带来的根本问题。这项研究给我们带来希望的同时，也是一种提醒——如果污染不止，修复永远追赶不上破坏。

参考文献：

[1] https://phys.org/news/2025-06-pfas-bacteria-veneto-soil.html

[2] Glüge, Juliane, et al. "An overview of the uses of per-and polyfluoroalkyl substances (PFAS)." Environmental Science: Processes & Impacts 22.12 (2020): 2345-2373.

[3] Abunada, Ziyad, Motasem YD Alazaiza, and Mohammed JK Bashir. "An overview of per-and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in the environment: Source, fate, risk and regulations." Water 12.12 (2020): 3590.

[4] Zhang, Zhiming, et al. "Biodegradation of per-and polyfluoroalkyl substances (PFAS): A review." Bioresource technology 344 (2022): 126223.

[5] Canter, Neil. "PFAS: New approach for decomposition using microbes." Tribology & Lubrication Technology 80.11 (2024): 12-13.

作者丨邵文亚博士 福建医科大学副教授；杨超博士

审核丨刘键熙博士 福建师范大学副教授