去年4月20日,BP“深水地平线”外海石油钻井平台爆发故障并爆炸,走漏的石油污染了墨西哥湾数千平方公里海域,成为史上最糟糕的漏油事务。现在,墨西哥湾的油污究竟整理得怎么样了?8月初,伍兹霍尔海洋学研究所(下称WHOI)宣布了第一份微生物实战漏油的研究效果,详细诠释了细菌是怎样剖析墨西哥湾浮油的。
自然界天生就有嗜油菌,在已往的一再大型漏油事务中,科学家在各大洋都发明了石油降解菌的保存。
这些微生物能在4.7摄氏度的低温顺深海的巨洪流压下以石油为食,现在已知16个变形菌都是“石油杀手”。例如著名的食碱菌属Alcanivorax borkumensis(下称AB),数目未几,但在每次的漏油事务中,它都是眼见者。它可以剖析石油的烃链,资助其他细菌进食石油的其他因素。
与AB类似的是油螺旋菌属、Thalassolituus oleivorans菌属(下称TO)。TO无法与其他微生物相助,实验室条件下,若是TO数目增添,AB及其他细菌的效率就大打折扣了。
别的,解环菌属和Neptunomonas菌属可以剖析石油因素中的剧毒物质,即那些有着苯环结构的芳烃,如致癌物质多环芳烃。
遗憾的是,只管科学家想通过基因工程促使这些原始的微生物起劲事情,更快吃油,却无甚希望。据微生物生态学家凯尼斯·李先容,疏散剂会刺激微生物生长,细菌在吞噬石油的同时也吃掉有毒的疏散剂。因此,历次漏油的善后,都会使用到疏散剂(消油剂),去年墨西哥湾和今天的渤海湾也不破例。而另一些科学家则嫌疑疏散剂里的乙二醇丁醚会杀死某些吃油的细菌。
阿特拉斯曾认真阿拉斯加走漏计划评估,包括微生物基因工程。他诠释说,石油由成千上万种碳氢化合物混淆而成,性子相当重大。微生物群落又有自己的一套,人类很难干预其行为,让诸如弧菌或微单细胞菌大快朵颐。
WHOI的海洋化学家克里斯·雷迪也以为难以控制不听话的微生物,并且,在降解碳氢化合物这个问题上,没有任何人造微生物比自然菌落更有用,因此仅依附自然的实力,谁也不知道微生物何时能把石油整理完毕。更糟糕的是,关于沉入深海的油污,人类只醒目怒视,完全仰仗海底厌氧菌的生物降解能力。
无论怎样,关于微生物的事情效率,直到WHOI此次研究出炉前,学界一直充满争议。
本次研究的意义在于,科学家发明细菌降解石油的速率远比他们预期要快。“我们原以为微生物的呼吸效应相当微弱。”WHOI的化学家范·穆伊说,对微生物而言,要生长、破碎新细胞总是需要最基本的氮、磷两种元素作为养分,但它们在海水和浮油里相当有数。
范·穆伊也惊讶地发明,浮油内部的细菌降解石油的速率是外部细菌的5倍。有趣的是,内部的细菌数目并没有增添。正常情形下,细菌消化食物(如石油)的呼吸效应中,消耗了食物与氧气,爆发温室气体和能量,细菌将一直滋生。但在科学家的眼皮底下,细菌却把能量贮存起来。范·穆伊和同事推测,微生物可能把能量转化成其他分子,如糖和脂肪。
细菌大战漏油,科学家同时担心另一个征象:呼吸作用是否会消耗过多的消融氧,造成海洋大面积的死区。这也是研究者在测算微生物进食石油效率的步伐,通过一个特殊的传感器来纪录浮油所在海水的含氧水平。
不过,至少现在,微生物还不是罪魁罪魁。2010年的研究显示,墨西哥湾17个深水点收罗200余个样本,在一周时间内,氧饱和度从平均67%下降到59%(TO及其他两种海洋螺菌浓度在油柱内部翻倍),科学家并未监测到氧气耗尽的情形。
墨西哥湾导致数不胜数鱼类殒命的死区,是密西西比河造成的。后者把农场的沃土带入海洋,充满氮磷的海水让藻类生长失控,最终耗尽下场部水域的消融氧。此次研究中所谓微生物的降解速率快,只是既有数据的纵比,远远无法与和“氧气杀手”藻类相提并论。