Science:石油泄漏天然气使微生物迅速启动

2010-09-17 00:00 · 王之远

新的发现提示,在深水地平线(Deepwater Horizon)石油泄漏的事件中,被截留在海水深部的丙烷和乙烷给了细菌对泄漏物质进行消化的一次快速启动,它们可能会随着时间的推进而让细菌种群数做好准备以承担对更为复杂的碳氢化合物进行处理的任务。 尽管深水地平线油井的爆炸总的来说是与

新的发现提示,在深水地平线(Deepwater Horizon)石油泄漏的事件中,被截留在海水深部的丙烷和乙烷给了细菌对泄漏物质进行消化的一次快速启动,它们可能会随着时间的推进而让细菌种群数做好准备以承担对更为复杂的碳氢化合物进行处理的任务。 尽管深水地平线油井的爆炸总的来说是与石油泄漏有关,但它也释放出了天然气,且大部分的天然气在高压的情况下仍然保留在深海之中,而非逃逸至海洋的表面。

从6月11日至21日,David Valentine及其同事在31处站点对深部海水进行了采样,这些站点位于原油泄漏活跃地区的1至12.5公里的范围之内。 他们在不同水深的地方找到了4个碳氢化合物柱,这些碳氢化合物柱指向不同的方向,其中包括一个过去被发现的位于原油泄漏处西南方的碳氢化合物柱,其深度为1000至1200米。

研究人员分析了这些水样本中的天然气的含量和细菌的活动,并将更接近原油泄漏处的较新的碳氢化合物柱部分与那些更远的较陈旧的碳氢化合物柱的部分进行了比较。他们确认,细菌所呼吸的乙烷和丙烷(这些都是相对简单的碳氢化合物)是造成这些水体中氧浓度下降的的主要过程。同样地,从最新的碳氢化合物柱样本中所收集到的细菌 DNA反映了这些降解碳氢化合物的细菌种群的早期的发展。距离油井井口更远的地方,那里的大量繁殖的细菌皆由这类细菌占主导地位,其中包括那些可能具有很强的消化丙烷、乙烷及可能还有丁烷能力的细菌品种。

这些在6月份所作出的发现并不说明墨西哥湾水体目前的情况,但文章的作者估计,到最后的时候,大约有三分之二的深海碳氢化合物柱中的微生物生产力将来自天然气的代谢;随着消化丙烷、乙烷和丁烷细菌的最初的繁盛,接下来活跃的是那些能够消化更为复杂的碳氢化合物及甲烷的细菌,因此这种细菌演替的“盛衰”循环已经发生并将会继续发生。

原文摘要:

Science DOI: 10.1126/science.1196830

Propane Respiration Jump-Starts Microbial Response to a Deep Oil Spill.

David L. Valentine,1,* John D. Kessler,2 Molly C. Redmond,1 Stephanie D. Mendes,1 Monica B. Heintz,1 Christopher Farwell,1 Lei Hu,2 Franklin S. Kinnaman,1 Shari Yvon-Lewis,2 Mengran Du,2 Eric W. Chan,2 Fenix Garcia Tigreros,2 Christie J. Villanueva1

The Deepwater Horizon event resulted in suspension of oil in the Gulf of Mexico water column because the leakage occurred at great depth. The distribution and fate of other abundant hydrocarbon constituents, such as natural gases, are also important in determining the impact of the leakage, but are not yet well understood. From 11 to 21 June 2010, we investigated dissolved hydrocarbon gases at depth using chemical and isotopic surveys and on-site biodegradation studies. Propane and ethane were the primary drivers of microbial respiration, accounting for up to 70% of the observed oxygen depletion in fresh plumes. Propane and ethane trapped in the deep water may therefore promote rapid hydrocarbon respiration by low-diversity bacterial blooms, priming bacterial populations for degradation of other hydrocarbons in the aging plume.

关键词: