Пряме рішення, як мікроби очистять розлив нафти з глибоководного горизонту - Scientific American

Бактерії та інші мікроби - це єдине, що врешті-решт очистить поточні розливи нафти в Мексиканській затоці

мікроби

Підпишіться на безкоштовні бюлетені Scientific American.

"data-newsletterpromo_article-image =" https://static.sciachingamerican.com/sciam/cache/file/CF54EB21-65FD-4978-9EEF80245C772996_source.jpg "data-newsletterpromo_article-button-text =" Зареєструватися "data-newsletterpromo_art button-link = "https://www.sciachingamerican.com/page/newsletter-sign-up/?origincode=2018_sciam_ArticlePromo_NewsletterSignUp" name = "articleBody" itemprop = "articleBody">

Остання (і єдина) оборона від триваючого розливу нафти Deepwater Horizon в Мексиканській затоці є крихітною - мільярди мікроорганізмів, що жують вуглеводні, такі як Alcanivorax borkumensis. Насправді основним мотивом використання понад 830 000 галонів хімічних диспергаторів на нафтовій плямі як над, так і під поверхнею моря є розбиття нафти на менші крапельки, які бактерії можуть легше споживати.

"Якщо нафта знаходиться в дуже дрібних краплях, мікробна деградація відбувається набагато швидше", - каже мікробний еколог Кеннет Лі, директор Центру морських досліджень нафти, газу та енергетики Канади з рибного господарства та океанів, який проводив вимірювання крапель нафти в Мексиканська затока для визначення ефективності використання диспергаторів. "Диспергатори також можуть стимулювати ріст мікробів. Бактерії жуватимуть диспергатори, як і масло".

Протягом десятиліть вчені переслідували генетичні модифікації, які могли б підвищити здатність цих мікробів пережовувати розливи нафти на суші чи на морі. Навіть генетик Крейг Вентер прогнозував таке застосування минулого тижня під час відкриття першої у світі синтетичної клітини, і одним з перших патентів на генно-інженерний організм був мікроб, що харчується вуглеводнями, зазначає мікробіолог Рональд Атлас з Університету Луїсвілля. Але жодних ознак таких організмів, які працюють поза лабораторією, немає.

"Мікроби доступні вже зараз, але здебільшого вони не ефективні", - говорить морський мікробіолог Джей Граймс з Університету Південного Міссісіпі. На даний момент немає штучних мікробів, які були б більш ефективними, ніж природні, при використанні вуглеводнів.

Природний світ рясніє безліччю організмів, які об'єднуються як спільнота для розкладання нафти - і жоден мікроб, хоч би яким генетичним шляхом він був, не виявився кращим за цей природний захист. "У кожному океані, який ми розглядаємо, від Антарктики до Арктики є бактерії, що руйнують масло", - говорить Атлас, який оцінював мікроби, генеровані генетично, та інші ідеї очищення внаслідок розливу нафти Ексон-Вальдес на Алясці. "Нафта має тисячі сполук. Вона складна, і спільноти, які живляться нею, складні. Супербук не справляється, оскільки конкурує з цією спільнотою, яка пристосована до навколишнього середовища".

Також нелегко допомогти існуючим спільнотам тисяч мікробів, таким як різні види вібріонів і псевдомонад, швидше з’їсти олію - експерименти з посівом, як правило, не давали результатів. "Мікроби дуже схожі на підлітків, їх важко контролювати", - каже морський хімік Кріс Редді з океанографічного інституту Вудс-Хоул. "Концепція того, що природа з’їсть все це, не є точною, принаймні не за тим часом, який нас турбує".

Подібно до вашого автомобіля, ці морські бактерії та гриби використовують вуглеводні як паливо - і в результаті виділяють парниковий газ вуглекислий газ (CO2). По суті, мікроби руйнують кільцеві структури вуглеводнів морської нафти, використовуючи ферменти та кисень у морській воді. Кінцевим результатом є древня нафта, перетворена на сучасну бактеріальну біомасу - популяція може зростати в геометричній прогресії за кілька днів. "Внизу в Мексиканській затоці є корінне населення [мікробів], пристосоване до нафти через стільки морських перевезень і щоденних розливів. Нафта не є новиною", - говорить Лі, який також стежив за шлейфами нафти під поверхнею. "По всьому світу існує стільки природних просочувань, що якби не мікроби, ми мали б багато нафти в океанах".

Вже вимірювання виснаження кисню на 30% у морській воді Мексиканської затоки свідчать про те, що мікроби важко працюють, харчуючись маслом. "Я сприймаю 30-відсоткове виснаження кисню у воді поблизу нафти як свідчення розпаду бактерій", - говорить Атлас.

Найкраще це відбувається поблизу поверхні, будь то на суші чи в морі, де можуть процвітати тепловодні бактерії, такі як Thalassolituus oleivorans; більш холодні, глибокі води стримують ріст мікробів. "Метаболізм сповільнюється приблизно в два-три рази на кожні 10 градусів Цельсія, коли температура падає", - зазначає біогеохімік Девід Валентайн з Каліфорнійського університету, Санта-Барбара, який щойно отримав фінансування від Національного наукового фонду для характеристики мікробна реакція на розлив нафти, що триває. "Що глибші речі, це відбуватиметься дуже повільно, бо температура настільки низька".