2017年7月10日 星期一

誰把Deepwater Horizon漏油吃掉了?

2010年的Deep Horizon漏油事件,造成超過410萬桶原油洩漏的生態浩劫。從先前研究已經知道,這些漏油大都與海水混合形成小油滴,在水下一千公尺處形成油舌。不過,原油的化學組成很複雜,雖然過去研究已經約略了解,在油舌附近的細菌相會隨著時間產生消長,不過仍不清楚深海油舌的碳氫化合物組成,以及細菌相兩者間究竟有什麼關聯。
 
深海油舌 (oil plume) 示意圖 (WHOI)


因此,美國勞倫茲柏克萊國家實驗室領導的研究團隊,在實驗室內以漏油事件同樣地點的天然海水模擬出油舌,藉此了解隨著時間演進的細菌相變化,以及與原油裂解產物間的關係。



模擬環境下,不同碳氫化合物分解出來所需的時間,分子量越大,需要的時間就越長。C5-C13的直鏈烷類需約6天

他們成功在實驗室中模擬漏油事件,並以PhyloChip對細菌的16S rRNA進行定序,辨識出主要分解漏油的細菌,也觀察到與細菌相隨時間的消長。

PhyloChip雜合實驗結果,顏色越深表示該屬的細菌愈多,橫軸則是時間。A圖為模擬環境採樣的分析結果,B圖為Deepwater Horizon採樣分析結果

他們發現,生長快速的新種細菌 Bermanella macondoprimitus(暫名),在第六天開始大量出現,分解分子量較低、最早從原油裂解出的直鏈烷類。



從以核糖體蛋白質序列的元基因體 (metagenome) 重建出各細菌基因體後,進行譜系分析,發現不同時間出現不同的細菌。右邊長條圖為不同細菌的相對豐度,綠色即第六天出現的Bermanella macondoprimitus

作者Andersen博士受訪時表示,這項研究顯示出噴灑除油劑讓漏油形成小油滴,對於清除漏油相當重要:化為小油滴沈降後,在深海裡的特化細菌可以利用這些碳氫化合物,小油滴讓表面積加大,也能加速細菌分解。

Deepwater Horizon事件後,由C-130運輸機負責噴灑除油劑 (USAF)

這項結論提供漏油處理的新想法,和過往強調除油劑的生物毒性有點衝突,但Andersen博士也提醒,墨西哥灣的細菌相和其他海域可能不同,因此並非所有漏油事件都適用。何況更重的長鍊碳氫化合物會沈降到海底,更不易分解。

Reference:

Microbe Mystery Solved: What Happened to the Deepwater Horizon Oil Plume

Hu, P., Dubinsky, E. A., Probst, A. J., Wang, J., Sieber, C. M., Tom, L. M., ... & Andersen, G. L. (2017). Simulation of Deepwater Horizon oil plume reveals substrate specialization within a complex community of hydrocarbon degraders. Proceedings of the National Academy of Sciences, 201703424.






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