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【导语】您可能未曾耳闻“永远的化学品”（PFAS）这一术语，但它却悄无声息地渗透进我们的日常生活，从不粘锅到防水外套，无处不在。然而，这种赋予物品防水防油特性的神奇物质，却成为了环境治理的棘手难题。PFAS分子稳定难降解，一旦进入环境便几乎永不消失，且对人体健康构成严重威胁。近日，意大利科学家在受污染土壤中发现了一类能降解PFAS的“嗜毒”细菌，为对抗这一健康刺客带来了新希望。本文将深入探讨这一突破性发现及其潜在应用前景。

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“防水防油”能力，自20世纪40年代以来就被广泛应用在日常消费品和工业材料中。

一些细菌可以降解永远的化学品（图片来源：作者使用AI生成）

然而，这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的环境，然后筛选出能在这种极端条件下顽强生存的微生物。

初步实验证实，这些细菌对PFAS具有显著的降解能力。在部分菌株中，降解效率甚至达到了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(de)功(gōng)能(néng)潜(qián)力(lì)。这(zhè)种(zhǒng)基(jī)因(yīn)图(tú)谱(pǔ)式(shì)扫(sǎo)描(miáo)不(bù)仅(jǐn)验(yàn)证(zhèng)了(le)培(péi)养(yǎng)中(zhōng)筛(shāi)选(xuǎn)出(chū)的(de)菌(jūn)种(zhǒng)，还(hái)揭(jiē)示(shì)了(le)它(tā)们(men)在(zài)自(zì)然(rán)生(shēng)态(tài)系(xì)统(tǒng)中(zhōng)的(de)多(duō)样(yàng)性(xìng)与(yǔ)相(xiāng)互(hù)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(cè)序(xù)与(yǔ)注(zhù)释(shì)。这(zhè)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(xǔ)能(néng)够(gòu)走(zǒu)出(chū)实(shí)验(yàn)室(shì)，进(jìn)入(rù)真(zhēn)实(shí)环(huán)境(jìng)中(zhōng)承(chéng)担(dān)“清(qīng)污(wū)战(zhàn)士(shì)”的(de)角(jiǎo)色(sè)。正(zhèng)如(rú)研(yán)究(jiū)负(fù)责(zé)人(rén)Edoardo Puglisi教(jiào)授(shòu)所(suǒ)言(yán)，这(zhè)些(xiē)微(wēi)生(shēng)物(wù)可(kě)能(néng)开(kāi)启(qǐ)PFAS治(zhì)理(lǐ)的(de)新(xīn)纪(jì)元(yuán)，甚(shén)至(zhì)为(wèi)其(qí)他(tā)难(nán)降(jiàng)解(jiě)污(wū)染(rǎn)物(wù)的(de)处(chù)理(lǐ)提(tí)供(gōng)借(jiè)鉴(jiàn)。

总(zǒng)结(jié)

科(kē)学(xué)家(jiā)在(zài)土(tǔ)壤(rǎng)中(zhōng)发(fā)现(xiàn)PFAS降(jiàng)解(jiě)菌(jūn)的(de)研(yán)究(jiū)，让(ràng)我(wǒ)们(men)看(kàn)到(dào)了(le)“永(yǒng)远(yuǎn)化(huà)学(xué)品(pǐn)”并(bìng)非(fēi)永(yǒng)远(yuǎn)无(wú)解(jiě)的(de)可(kě)能(néng)性(xìng)。这(zhè)些(xiē)微(wēi)生(shēng)物(wù)并(bìng)不(bù)神(shén)秘(mì)，它(tā)们(men)原(yuán)本(běn)就(jiù)生(shēng)活(huó)在(zài)自(zì)然(rán)界(jiè)中(zhōng)，只(zhǐ)是(shì)我(wǒ)们(men)过(guò)去(qù)从(cóng)未(wèi)真(zhēn)正(zhèng)了(le)解(jiě)它(tā)们(men)的(de)潜(qián)力(lì)。通(tōng)过(guò)实(shí)验(yàn)室(shì)筛(shāi)选(xuǎn)和(hé)基(jī)因(yīn)解(jiě)码(mǎ)，我(wǒ)们(men)得(de)以(yǐ)窥(kuī)见(jiàn)它(tā)们(men)处(chù)理(lǐ)PFAS的(de)机(jī)制(zhì)，也(yě)为(wèi)未(wèi)来(lái)开(kāi)发(fā)“绿(lǜ)色(sè)修(xiū)复(fù)”方(fāng)案(àn)打(dǎ)下(xià)基(jī)础(chǔ)。

但(dàn)我(wǒ)们(men)也(yě)应(yīng)当(dāng)意(yì)识(shi)到(dào)，技(jì)术(shù)不(bù)是(shì)万(wàn)能(néng)的(de)解(jiě)药(yào)。无(wú)论(lùn)是(shì)细(xì)菌(jūn)、化(huà)学(xué)方(fāng)法(fǎ)，还(hái)是(shì)先(xiān)进(jìn)设(shè)备(bèi)，都(dōu)无(wú)法(fǎ)消(xiāo)除(chú)人(rén)类(lèi)无(wú)节(jié)制(zhì)使(shǐ)用(yòng)PFAS带(dài)来(lái)的(de)根(gēn)本(běn)问(wèn)题(tí)。这(zhè)项(xiàng)研(yán)究(jiū)给(gěi)我(wǒ)们(men)带(dài)来(lái)希(xī)望(wàng)的(de)同(tóng)时(shí)，也(yě)是(shì)一(yī)种(zhǒng)提(tí)醒(xǐng)——如(rú)果(guǒ)污(wū)染(rǎn)不(bù)止(zhǐ)，修(xiū)复(fù)永(yǒng)远(yuǎn)追(zhuī)赶(gǎn)不(bù)上(shàng)破(pò)坏(huài)。

参(cān)考(kǎo)文献(xiàn)：

[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

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