去年4月20日,BP“深水地平線”外海石油鑽井平台發生故障並爆炸,泄漏的石油汙染了墨西哥灣數千平方公裏海域,成為史上最糟糕的漏油事件。如今,墨西哥灣的油汙到底清理得怎麽樣了?8月初,伍茲霍爾海洋學研究所(下稱WHOI)發布了第一份微生物實戰漏油的研究成果,詳細解釋了細菌是如何分解墨西哥灣浮油的。
自然界天生就有嗜油菌,在過去的幾次大型漏油事件中,科學家在各大洋都發現了石油降解菌的存在。
這些微生物能在4.7攝氏度的低溫和深海的巨大水壓下以石油為食,目前已知16個變形菌都是“石油殺手”。例如著名的食堿菌屬Alcanivorax borkumensis(下稱AB),數量不多,但在每次的漏油事件中,它都是目擊者。它可以分解石油的烴鏈,幫助其他細菌進食石油的其他成分。
與AB類似的是油螺旋菌屬、Thalassolituus oleivorans菌屬(下稱TO)。TO無法與其他微生物合作,實驗室條件下,如果TO數量增加,AB及其他細菌的效率就大打折扣了。
此外,解環菌屬和Neptunomonas菌屬可以分解石油成分中的劇毒物質,即那些有著苯環結構的芳烴,如致癌物質多環芳烴。
遺憾的是,盡管科學家想通過基因工程促使這些原始的微生物努力工作,更快吃油,卻無甚進展。據微生物生態學家凱尼斯·李介紹,分散劑會刺激微生物生長,細菌在吞噬石油的同時也吃掉有毒的分散劑。因此,曆次漏油的善後,都會使用到分散劑(消油劑),去年墨西哥灣和今天的渤海灣也不例外。而另一些科學家則懷疑分散劑裏的乙二醇丁醚會殺死某些吃油的細菌。
阿特拉斯曾負責阿拉斯加泄漏方案評估,包括微生物基因工程。他解釋說,石油由成千上萬種碳氫化合物混合而成,性質相當複雜。微生物群落又有自己的一套,人類很難幹涉其行為,讓諸如弧菌或微單細胞菌大快朵頤。
WHOI的海洋化學家克裏斯·雷迪也認為難以控製不聽話的微生物,而且,在降解碳氫化合物這個問題上,沒有任何人造微生物比天然菌落更有效,因此僅憑借自然的力量,誰也不知道微生物何時能把石油清理完畢。更糟糕的是,對於沉入深海的油汙,人類隻能幹瞪眼,完全仰仗海底厭氧菌的生物降解能力。
無論如何,對於微生物的工作效率,直到WHOI此次研究出爐前,學界一直充滿爭議。
本次研究的意義在於,科學家發現細菌降解石油的速度遠比他們預期要快。“我們原以為微生物的呼吸效應相當微弱。”WHOI的化學家範·穆伊說,對微生物而言,要生長、分裂新細胞總是需要最基本的氮、磷兩種元素作為養分,但它們在海水和浮油裏相當罕見。
範·穆伊也驚奇地發現,浮油內部的細菌降解石油的速度是外部細菌的5倍。有趣的是,內部的細菌數量並沒有增加。正常情況下,細菌消化食物(如石油)的呼吸效應中,消耗了食物與氧氣,產生溫室氣體和能量,細菌將不斷繁殖。但在科學家的眼皮底下,細菌卻把能量儲存起來。範·穆伊和同事猜測,微生物可能把能量轉化成其他分子,如糖和脂肪。
細菌大戰漏油,科學家同時擔心另一個現象:呼吸作用是否會消耗過多的溶解氧,造成海洋大麵積的死區。這也是研究者在測算微生物進食石油效率的辦法,通過一個特殊的傳感器來記錄浮油所在海水的含氧水平。
不過,至少現在,微生物還不是罪魁禍首。2010年的研究顯示,墨西哥灣17個深水點采集200餘個樣本,在一周時間內,氧飽和度從平均67%下降到59%(TO及其他兩種海洋螺菌濃度在油柱內部翻倍),科學家並未監測到氧氣耗盡的情況。
墨西哥灣導致不計其數魚類死亡的死區,是密西西比河造成的。後者把農場的沃土帶入海洋,充滿氮磷的海水讓藻類生長失控,最終耗盡了局部水域的溶解氧。此次研究中所謂微生物的降解速度快,隻是既有數據的縱比,遠遠無法與和“氧氣殺手”藻類相提並論。
(來源:南都周刊)
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