Les microbes jouent un rôle clé dans la libération de «produits chimiques éternels» à partir d’engrais recyclés

Dans un article publié dans la revue Royal Society of Chemistry Processus et impacts des sciences de l’environnement, le groupe a montré comment les PFAS – des produits chimiques qui avaient été largement utilisés dans les produits résistants à l’eau, à la chaleur et aux taches et qui ont été liés à de graves problèmes de santé – peuvent s’échapper des engrais fabriqués à partir de déchets recyclés à l’aide de la décomposition microbienne. La découverte pourrait aider à expliquer comment les PFAS s’accumulent dans le sol, les cultures et les eaux souterraines des terres agricoles à travers le pays.

“Parce qu’il n’est actuellement pas possible d’éliminer le PFAS de l’environnement, il est important de comprendre tout ce que nous pouvons sur la façon dont il peut persister et s’accumuler si largement dans le monde naturel”, a déclaré le co-auteur Asa Lewis, PhD, qui a dirigé le recherche en tant que doctorant à Drexel avec des ingénieurs en environnement de l’Université Temple. “Notre travail montre comment l’altération microbienne s’intègre dans la voie de dissémination du PFAS à partir des biosolides.”

Selon l’Environmental Protection Agency, environ la moitié de tous les déchets d’eaux usées aux États-Unis – environ 4,5 millions de tonnes métriques – sont traités et convertis en boues, appelées déchets biosolides. Environ la moitié de cette quantité subit un traitement supplémentaire pour éliminer les contaminants biologiques et chimiques et est convertie en engrais. Au cours des 50 dernières années, cet engrais a été utilisé dans tout le pays sur les terres agricoles, les jardins résidentiels et l’aménagement paysager.

Mais les recherches de l’année dernière ont soulevé des inquiétudes quant à cette utilisation généralisée lorsqu’elles ont révélé que les PFAS peuvent persister dans les engrais biosolides, malgré le processus de traitement.

“Nous savons que les microbes existent dans les boues biosolides même après le processus de traitement de stabilisation et étant donné le rôle qu’ils jouent dans la décomposition des composés organiques, tels que les graisses, les protéines et les résidus de polysaccharides dans les biosolides, nous avons voulu examiner comment l’altération microbienne de ces boues les composés organiques peuvent avoir un impact sur le potentiel de lixiviation des PFAS à partir des biosolides au fil du temps, car on pense que les composés PFAS adhèrent à ces composés », a déclaré Christopher Sales, PhD, professeur agrégé au College of Engineering et co-auteur de l’étude.

Pour ce faire, l’équipe a recueilli des échantillons de biosolides qui avaient subi l’un des trois types de traitement – digestion aérobie, digestion anaérobie ou compostage – dans des installations de recyclage et de réutilisation des eaux usées. Le contenu de chaque échantillon a été testé pour déterminer le niveau initial de matière organique, de protéines et de lipides et la concentration de PFAS dans ces différents types de biosolides. Ces échantillons ont ensuite été placés dans une chambre à environnement contrôlé pendant trois mois pour rechercher des indicateurs d’activité microbienne, en particulier la dégradation des matières organiques, des lipides et des protéines, et ont cherché à voir comment cette activité microbienne affectait la quantité de PFAS qui se répartirait des biosolides dans l’eau.

Les chercheurs ont découvert que les échantillons présentant le niveau d’activité microbienne le plus élevé présentaient également le niveau le plus élevé de séparation des PFAS, un indicateur que ces boues biosolides seraient plus sensibles à la lixiviation des PFAS.

Les résultats ont démontré que cette augmentation de la répartition du PFAS au cours des trois mois, en particulier au cours des 10 premiers jours de l’expérience, est probablement due aux microbes qui décomposent les protéines et les lipides dans le biosolide, ce qui permet au PFAS de se propager ou de se répartir sous forme d’eau. Passe à travers.

“Ce travail fournit des preuves que les processus d’altération microbienne qui conduisent à la dégradation de la matière organique et des biopolymères – comme indiqué par l’activité de la lipase, l’activité de la protéase et le taux de consommation d’oxygène, ainsi que les changements dans le contenu lipidique, protéique et organique – peuvent avoir un impact partitionnement des PFAS et augmentation du potentiel de lixiviation dans les biosolides », ont écrit les auteurs.

L’équipe a noté que les résultats impliquent probablement des microbes dans le processus de lixiviation des PFAS à partir des biosolides après leur épandage sur les terres, mais des recherches supplémentaires sont nécessaires pour confirmer comment ils sont transportés à travers les sols vers les eaux de surface, comme les rivières et les lacs, les eaux souterraines et comment ils se bioaccumulent dans les cultures et les animaux qui pourraient paître là où les biosolides sont appliqués. De plus, le taux d’altération des biosolides dans la nature pourrait être très différent de celui de leur étude en laboratoire compte tenu du rôle que les précipitations, l’irradiation solaire et les perturbations physiques auraient un impact sur l’altération du sol à l’extérieur.

L’équipe soutient que pour que des agences comme l’EPA fournissent des conseils précis sur le risque de PFAS et les niveaux de contamination acceptables, la compréhension du cheminement des “produits chimiques éternels” est une information essentielle.

“Cette recherche fournit des preuves que les PFAS peuvent s’échapper des biosolides à travers différentes méthodes de stabilisation dans le traitement des eaux usées”, a déclaré Lewis. “Et cela fournit plus de soutien que la réglementation ou le traitement avancé dans les usines de traitement des eaux usées est nécessaire pour réduire les impacts sur l’environnement.”