Утечки нефти - одна из наших самых больших экологических угроз. При их возникновении немедленно проводится масштабная операция по очистке для контроля повреждений. Цель состоит в том, чтобы обеспечить защиту всех участников экологической ниши как в краткосрочной перспективе, так и в будущем.
Одним из наиболее часто используемых методов является применение химических диспергаторов. Предполагается, что эти растворители и моющие средства расщепляют масляные пятна на более мелкие капли, облегчая их биоразложение микробами, питающимися маслом. Теория заключается в том, что вместе химические вещества и бактерии могут улучшить ситуацию быстрее, чем при ручном сборе, и восстановить первоначальное состояние окружающей среды.
Однако использование диспергаторов было спорным. Сами химические вещества могут быть токсичны для водных организмов. Они также могут быть неэффективными в содействии биодеградации бактерий, питающихся маслом. Еще в 1974 году высказывалась обеспокоенность по поводу воздействия этих химикатов на микробные популяции. Тем не менее, в свете некоторых из самых крупных разливов в истории, таких как разлив Эксон Вальдез в 1989 г. и более недавний разлив Глубоководного горизонта в Мексиканском заливе, дисперсия считается частью немедленного решения, не принимая во внимание, по вполне понятным причинам, длительный период времени.
С учетом того, что оба разлива уже давно прошли, был проведен ретроспективный анализ эффективности рассеивания, хотя инциденту с глубоководным горизонтом было уделено больше внимания. Это имеет смысл, так как в результате разлива было выброшено более 180 миллионов галлонов сырой нефти (для сравнения, Exxon Valdez выпустил всего 11 миллионов галлонов). Во время этого разлива было использовано более 1,8 миллиона галлонов диспергатора в надежде уменьшить воздействие.
В 2011 году при изучении судьбы диспергаторов выяснилось, что химические вещества оказались не совсем эффективными. Они не перемешивались с нефтью и оказались в ловушке в глубоких шлейфах воды, где были по сути неэффективны. В 2013 году было проведено еще одно исследование, которое показало, что диспергаторы были эффективны при отправке нефти в море, защищая береговую линию от еще большего загрязнения. Однако ни одно из этих исследований не дало представления о воздействии на экологическую нишу и на микробную популяцию, разрушающую нефть.
Что касается судьбы бактерий, то было проведено несколько исследований. В 2011 году обследование береговой линии микробных сообществ подтвердило то, что уже было известно в 1974 году; рассеиватели, по-видимому, препятствовали естественной деятельности бактерий, приводящей к деградации.
В 2013 году более всесторонний анализ морской воды и осадочных бактерий выявил изменение численности популяции во время разлива, имеющего тенденцию к увеличению количества видов, деградирующих в результате углеводородного разложения. Это не было полной неожиданностью, но были и некоторые сюрпризы, так как были обнаружены некоторые популяции, известные как деградирующие поверхностно-активные вещества, а не как нефть.
Хотя это больше никогда не проверялось, результаты показали, что диспергенты могут изменить популяцию и, возможно, снизить уровень разложения нефти.
Международная группа исследователей обнаружила влияние диспергаторов на бактерии, любящие нефть. Как и гипотезы сорока лет назад, результаты показывают, что технология вмешивается в экологию.
Команда начала свою работу в 2013 году, спустя долгое время после окончания разлива. Но они смогли использовать пробы морской воды, естественным образом подвергшейся воздействию нефти, благодаря естественному просачиванию в Мексиканском заливе.
После того, как вода была собрана, ее части были отсеяны для проведения различных обработок. Некоторые из них были оставлены в качестве контроля, в то время как другие были подвергнуты обработке только нефтью, только диспергирование; диспергирование и нефть вместе; и, наконец, диспергирование, нефть и питательные вещества. В течение нескольких недель изучалась популяция микроорганизмов, а также способность расщеплять нефть. Если какие-либо изменения наблюдались, они изучались на метаболическом уровне для определения возможных причин.
Когда тестирование было завершено, авторы подтвердили, что диспергенты действительно изменяли микробные сообщества на уровне рода. Например, один конкретный микроб, маринобактер, был очень многочисленным в образце, содержащем только масло, но не мог подняться в образцах с диспергатором. В другом случае, колвелия, которая может разлагать как нефть, так и ПАВ, была обнаружена наиболее высокой в образцах, содержащих диспергатор.
Результаты в значительной степени коррелировали с активностью бактерий в образцах. Только в масле большое количество маслоразрушителей привело к отличной биовосстановительной работе. Однако в присутствии диспергаторов не наблюдалось усиления действия. Но именно здесь был замечен сюрприз. В некоторых случаях диспергатор приводил к значительному снижению или устранению деградации. ПАВ почему-то отключил маслолюбивые характеристики.
Заглядывая дальше, авторы обнаружили, что причина изменения заключалась в изменении доступности питательных веществ. Маринобактер мог процветать только тогда, когда у него в качестве основного источника питательных веществ было масло. Введение диспергатора изменило динамику и, как следствие, способность бактерий метаболизировать масло. С другой стороны, колвеллия, в сущности, жила за счет диспергента, что означало, что они могли достаточно хорошо расти, в то время как другие группы просто голодали.
Авторы предполагают, что использование диспергаторов может быть не столь эффективным, как считалось раньше. В случае Глубоководного горизонта микробная популяция, возможно, была эффективна при поглощении нефтяного разлива.
В конце концов, микробам требуется время, чтобы вернуть экологию в нормальное русло. В мире, где необходимы действия для получения немедленных результатов, использование химического вещества все еще может быть правильной стратегией. Тем не менее, при использовании этого варианта, возможные усилия по оказанию помощи бактериям в долгосрочной перспективе могут обеспечить не только ликвидацию разлива, но и полное устранение его последствий.