石油泄漏是我们面临的最大环境威胁之一。一旦发生,就会立即启动大规模的清理行动以控制损害。其目标是确保生态位的每一位成员都能在短期和长期内得到保护。
最常用的技术之一是使用化学分散剂。这些溶剂和洗涤剂旨在将油污分解成更小的液滴,从而更容易被吞噬石油的微生物生物降解。理论上,化学品和细菌结合起来可以比人工收集更快地改善状况,并将环境恢复到原始状态。
然而,使用分散剂一直存在争议。这些化学品本身可能对水生生物有毒。它们也可能无法有效促进吞噬石油的细菌的生物降解。甚至早在1974年,就已经有人对这些化学品对微生物种群的影响提出担忧。然而,鉴于历史上一些最严重的泄漏事件,例如1989年的埃克森·瓦尔迪兹号泄漏以及近期墨西哥湾的深水地平线泄漏,分散是作为即时解决方案的一部分而被考虑的,其对长期影响的关注可想而知甚少。
随着这两起泄漏事件的过去,已经对分散的有效性进行了回顾性分析,尽管对深水地平线事件的关注更多。这种关注是有道理的,因为该事件泄漏了超过1.8亿加仑的原油(相比之下,埃克森·瓦尔迪兹号仅泄漏了1100万加仑)。在这起泄漏事件中,使用了超过180万加仑的分散剂,希望减轻影响。
在2011年,对分散剂去向的检查显示,这些化学品并非完全有效。它们与石油混合不佳,最终被困在深层水体中,实际上是无效的。在2013年,另一项研究表明,分散剂能有效地将石油送入海洋,从而保护海岸线免受更大程度的污染。然而,这两项研究都没有提供关于对生态位或降解石油的微生物种群影响的任何视角。
关于细菌的去向,进行了几项研究。在2011年,对海岸带微生物群落的检查证实了1974年已经知道的事情:分散剂似乎干扰了细菌的自然降解活动。在2013年,对海水和沉积物细菌的更全面研究显示,泄漏期间种群发生变化,倾向于出现更多的碳氢化合物降解物种。这并非完全出乎意料,但也有一些惊喜,因为也发现了某些已知能降解表面活性剂而非石油的种群。尽管这一点从未得到进一步检验,但结果表明分散剂可能会改变种群,并可能降低石油降解物的水平。
这一推测现在可能已被证实。上周,一个国际研究小组公布了分散剂对喜油细菌的影响。与四十年前的假设非常相似,结果表明该技术干扰了生态。
该团队于2013年开始工作,远在泄漏事件结束后。但他们能够利用受石油自然影响的海水样本,这得益于墨西哥湾的一个自然渗漏点。一旦收集到水,就将其分成几部分进行各种处理。一些作为对照组自然保留,另一些则分别进行仅处理石油、仅处理分散剂;分散剂和石油一起处理;以及最后的分散剂、石油和营养物处理。在几周内,对微生物种群及其分解石油的能力进行了检查。如果观察到任何变化,将从代谢水平上进行检查以确定可能的原因。
测试完成后,作者证实分散剂在属的水平上改变了微生物群落。例如,一种特定的微生物,Marinobacter,在仅含石油的样本中含量很高,但在含有分散剂的样本中却无法增加。在另一种情况下,Colwellia,它可以降解石油和表面活性剂,发现在含有分散剂的样本中含量最高。
结果几乎与样本中细菌的活性相关。在仅含石油的情况下,高含量的石油降解物导致了出色的生物修复。然而,在存在分散剂的情况下,并未增强作用。但在这里出现了一个惊喜。在某些情况下,分散剂导致降解显著减少或消失。表面活性剂不知何故关闭了喜油特性。
进一步研究发现,变化的原因在于营养可用性的改变。Marinobacter只有在以石油为主要营养来源时才能茁壮成长。引入分散剂改变了动态,结果是细菌代谢石油的能力受到了影响。另一方面,Colwellia基本上以分散剂为生,这意味着它们可以很好地生长,而其他群体则因饥饿而死亡。
作者认为,分散剂的使用可能不像以前认为的那样有效。就深水地平线事件而言,微生物种群可能有效地吞噬了石油泄漏。然而,这些结果可能不会让分散剂的使用很快结束。毕竟,微生物需要时间才能使生态恢复正常。在一个需要立即采取行动提供结果的世界里,使用化学品可能仍然是首选策略。然而,当选择这种方案时,长期帮助细菌的可能努力将确保泄漏不仅得到处理,而且得到完全修复。