微生物如何帮助清理英国石油公司的石油泄漏

微小的生物在马孔多油井灾难发生后大量繁殖


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像汽车一样,一些微生物以石油为燃料。这些微生物是英国石油公司2010年墨西哥湾漏油事件没有变得更糟的一个重要原因。
 
伍兹霍尔海洋研究所的生物地球化学家克里斯·雷迪说:“微生物在吞噬大量天然气方面做得非常出色。”天然气中相对较小的碳氢化合物分子最容易被微生物吞噬。“这个速度和能力是对微生物的惊人证明,”他补充道。
 
正如雷迪所暗示的那样,微生物得到了泄漏石油性质的帮助——所谓的路易斯安那轻质甜原油与天然气混合,而不是沥青或其他重质、粘稠的石油。“它更容易降解,”路易斯安那州立大学的生物学家、海岸与环境学院院长克里斯托弗·德埃利亚说。“细菌有更容易处理的东西。”
 
从英国石油公司在墨西哥湾海底的马孔多油井喷出的有毒碳氢化合物混合物由 150 多种不同的分子组成。微生物相对快速地吞噬了较小的、分散的碳氢化合物(以及分散剂本身),这得益于这些分子可以溶解在水中。“我给他们 7 分(满分 10 分),”加州大学圣巴巴拉分校的生物地球化学家大卫·瓦伦丁在谈到微生物吞噬漏油事件的表现时说。
 
除了将泄漏的石油留在近海之外,洋流还刺激了石油泄漏中的微生物活动。这种持续的水体混合使得细菌大量繁殖,将数百万桶石油转化为估计100 秭(10的21次方)个微生物细胞,包括吞噬乙烷的Colwellia、吞噬芳香烃的Cycloclasticus、吞噬烷烃的Oceanospirillales、吞噬石油的Alcanovorax、喜甲烷的Methylococcaceae和其他物种,其中至少有一种以前是科学界未知的。



 
但即使是贪婪的微生物也无法完全清理干净,而且它们消耗的大部分物质(如甲烷、乙烷、丁烷、丙烷和戊烷等天然气成分)在法律上不被视为漏油事件的一部分。此外,还泄漏了大量对微生物来说太大的焦油状碳氢化合物。雷迪和他的同事仍然尽可能频繁地前往墨西哥湾,在海滩上行走并采集样本。“我们正在努力看看谁是这堆东西中最厉害的,”他在谈到泄漏的成分时说,试图弄清楚为什么这些碳氢化合物无法被生物降解,甚至无法被阳光分解。事实上,仅靠阳光就可以改变那些到达地表却未被吞噬的石油。“大自然拥有对抗石油的巨大工具箱,”他补充道,尽管从毒理学的角度来看,阳光转化的碳氢化合物是更糟还是更好仍不清楚。
 
细菌的繁殖似乎也至少部分导致了马孔多井喷后覆盖在墨西哥湾底部的油性海洋雪——这再次是一种意想不到的后果,其影响尚不清楚。“你几乎在任何地方都能看到这些东西,”佐治亚大学的生物地球化学家萨曼莎·乔伊在描述她用潜水器Alvin和其他工具对水下 1000 米或更深处的沉积物进行的调查时说。“高达 15% 的排放物位于海底。这是一个非常惊人的数字,考虑到最初并没有人认为这是石油的潜在归宿。”
 
即使是较小的分子,如果水中没有足够的营养物质,如氮或磷,也无法被消耗。“营养物质调节着生物降解,”乔伊说。“这可能就是为什么这么多石油沉积下来,它们尽可能地降解了。”事实上,微生物可能不仅受到有限营养物质的阻碍,因为微生物种群的激增可能意味着其捕食者或可以感染这些石油吞噬者的各种病毒的随之而来的激增。此外,这些微生物吞噬碳氢化合物的最大要求之一——氧气——在深海沉积物或路易斯安那州沼泽的泥泞中根本不存在。这就是为什么马孔多油井的石油在五年后仍然存在于这些地方,甚至可能在未来数万年里都存在。
 
“微生物就像青少年,”雷迪说。“你可以让他们在周末清理车库。他们能做到吗?能。他们会做吗?也许吧。他们会像你希望的那样做得好吗?可能不会。”
 

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