Fate of per- and poly-fluoroalkyl Substances (PFASs) in soils affected by plant and rhizosphere microbial community
受植物和根际微生物群落影响的土壤中全氟烷基物质和多氟烷基物质 (PFAS) 的归宿
基本信息
- 批准号:1914707
- 负责人:
- 金额:$ 33万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2019
- 资助国家:美国
- 起止时间:2019-09-01 至 2023-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) represent a class of over 3,000 synthetic compounds that have been widely used in industry. PFASs are increasingly detected in humans, drinking water, soils, plants, and wildlife. These findings have raised significant concern because PFASs are persistent thus accumulate in the environment. PFAS have been implicated in increased cancer rates, interference with cholesterol metabolism, and disruption of endocrine function in humans. A major environmental source of PFASs are aqueous film-forming foams (AFFFs) released during fire-fighting events and training exercises. Once AFFFs are released to soils, PFAS can be taken up and potentially transformed by microorganisms in the soil. While this can lead to removal of PFAS from soil, much is not known about the fate of PFAS in the rhizosphere environment (i.e., the soil around plant roots). Primary among these is the question whether plants, soil microbes, or both are responsible for the biodegradation. The focus of this project is to answer these questions and identify which factors control the transformation processes. Better understanding of the mechanisms controlling the fate of PFAS in soils will enable the development of cost-effective remediation technologies for PFAS-contaminated soils. Results from this work will form the basis of an educational outreach program focused on under-represented groups to increase the diversity of the Nation's STEM workforce.The goal of this study is to identify key factors affecting the fate of per- and polyfluoroalkyl substances (PFAS) in soils for the development of effective strategies to mitigate risks of PFAS soil contamination. The focus of the proposed study is to delineate the roles of soil microbes, plants and their root exudates, and the synergic interactions between plants and soil microbes on the fate of PFAS in soils. The specific research objectives are to: i) determine the role of soil microbiota in PFAS biotransformation in AFFF-impacted soils; ii) investigate the reciprocal impacts of root exudates on the fate of PFAS in soils; and iii) examine the potential effects of plant/bacterial synergisms in PFAS biotransformation in soils. The results of the proposed study will advance fundamental knowledge on the underlying mechanism mediating PFAS biotransformation by both rhizosphere and non-rhizosphere associated microbes. This research will provide insight into effective phytoremediation strategies for mitigating PFAS contamination in soils. An effective treatment strategy that integrates knowledge of both plants and their associated microbial communities would be a scientific breakthrough, leading to the reduction of PFAS and their potential precursors from the environment. The proposed research serves as a fertile ground for interdisciplinary training of graduate and undergraduate students at the interface of microbiology, plant science, and environmental engineering. Broader impacts will result from the engagement and outreach to under-represented groups, dissemination of research results to the scientific community, and from presentations at local, national and/or international conferences.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
全氟烷基物质和多氟烷基物质 (PFAS) 代表一类 3,000 多种已广泛应用于工业的合成化合物。人类、饮用水、土壤、植物和野生动物中越来越多地检测到 PFAS。这些发现引起了人们的极大关注,因为 PFAS 具有持久性,因此会在环境中积累。 PFAS 与人类癌症发病率增加、胆固醇代谢干扰和内分泌功能破坏有关。 PFAS 的一个主要环境来源是消防活动和训练演习期间释放的水成膜泡沫 (AFFF)。一旦水成膜泡沫释放到土壤中,PFAS 就会被土壤中的微生物吸收并可能发生转化。虽然这可以导致 PFAS 从土壤中去除,但人们对 PFAS 在根际环境(即植物根部周围的土壤)中的命运知之甚少。其中首要的问题是植物、土壤微生物或两者都对生物降解负责。该项目的重点是回答这些问题并确定哪些因素控制转型过程。更好地了解控制土壤中 PFAS 归宿的机制将有助于开发具有成本效益的 PFAS 污染土壤修复技术。这项工作的结果将构成针对代表性不足群体的教育推广计划的基础,以增加国家 STEM 劳动力的多样性。这项研究的目标是确定影响土壤中全氟烷基物质和多氟烷基物质 (PFAS) 命运的关键因素,以制定有效的策略来减轻 PFAS 土壤污染的风险。本研究的重点是描述土壤微生物、植物及其根系分泌物的作用,以及植物和土壤微生物之间的协同相互作用对土壤中 PFAS 命运的影响。具体研究目标是: i) 确定土壤微生物群在受 AFFF 影响的土壤中 PFAS 生物转化中的作用; ii) 研究根系分泌物对土壤中 PFAS 归宿的相互影响; iii) 研究植物/细菌协同作用对土壤中 PFAS 生物转化的潜在影响。拟议研究的结果将增进对根际和非根际相关微生物介导 PFAS 生物转化的潜在机制的基础知识。这项研究将深入了解减轻土壤中 PFAS 污染的有效植物修复策略。整合植物及其相关微生物群落知识的有效处理策略将是一项科学突破,从而减少环境中的 PFAS 及其潜在前体。拟议的研究为研究生和本科生在微生物学、植物科学和环境工程的交叉学科进行跨学科培训提供了沃土。对代表性不足群体的参与和推广、向科学界传播研究成果以及在地方、国家和/或国际会议上的演讲将产生更广泛的影响。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的智力价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Remediation of PFAS-impacted soils using magnetic activated carbon (MAC) and hydrothermal alkaline treatment (HALT)
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- DOI:10.1016/j.scitotenv.2023.168931
- 发表时间:2024
- 期刊:
- 影响因子:9.8
- 作者:Shih, Chih-Hsuan;Kim, Jinha;Yang, Shih-Hung;Soker, Ori;Strathmann, Timothy J.;Chu, Kung-Hui
- 通讯作者:Chu, Kung-Hui
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- 发表时间:2020-04-01
- 期刊:
- 影响因子:8.9
- 作者:Chen, Chih-Hung;Yang, Shih-Hung;Chu, Kung-Hui
- 通讯作者:Chu, Kung-Hui
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- 影响因子:8.000
- 作者:
Woo Jin Park;Myung Hwangbo;Kung-Hui Chu - 通讯作者:
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