2010年4月發(fā)生的墨西哥灣原油泄漏事件引發(fā)了環(huán)境災(zāi)難，肇事方英國(guó)石油公司投入巨資，想盡各種辦法清除油污。據(jù)稱，目前墨西哥灣已有近80％的漏油被清理干凈。不過，這份勝利背后有一種神奇的“吃油細(xì)菌”的功勞。美國(guó)《大眾科學(xué)》雜志日前載文稱，科學(xué)家們zui近在墨西哥灣找到了幾種細(xì)菌，它們能清理從氣態(tài)碳?xì)浠衔锏揭簯B(tài)油污在內(nèi)的一系列污染物。
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石油是怎樣被吃掉的
據(jù)美國(guó)阿拉斯加大學(xué)地球物理研究所公布的資料，石油的降解過程是一種多級(jí)消化的復(fù)雜過程。油分子通過主動(dòng)運(yùn)輸（物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)的一種消耗能量的運(yùn)輸方式）的形式進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi)，為它提供能量與食物。與細(xì)胞組成類似，細(xì)菌由一層類似油脂的膜包裹著，稱作磷脂。油分子不溶于水，卻能溶解在磷脂中，水分子間的吸引力又能對(duì)油分子產(chǎn)生擠壓，從而加快了油分子的“棄水投磷脂”的過程。隨后細(xì)菌開始了正式的“吃油”過程，內(nèi)側(cè)磷脂膜上的酶能促進(jìn)油分子的氧化過程，氧化產(chǎn)物是二氧化碳和水。
甲烷等氣態(tài)烴由于分子量小、分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，很容易被嗜甲烷細(xì)菌捕獲并消化。整個(gè)過程類似燃燒氣態(tài)烴在酶催化下與氧氣反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳和水，這一過程可以一步完成。而細(xì)菌“吃”液態(tài)油污要復(fù)雜得多，它既不同于甲烷的消化過程，又不同于動(dòng)物那樣的吞掉然后消化、排泄的“五谷輪回”過程，實(shí)際上是一種“大化小，小化無”的降解過程。
造成這種局面的主要原因是，初級(jí)氧化產(chǎn)物仍含有大量油分子，它們會(huì)通過細(xì)胞膜溜出去。要較*地吃掉石油，就必須有二級(jí)消化以及后面更次級(jí)的消化，這些過程使得吃油的過程十分復(fù)雜，只有極少一部分細(xì)菌能夠很好地完成多級(jí)消化，這就使得能有效吃石油的細(xì)菌非常，墨西哥灣漏油事件中出現(xiàn)的強(qiáng)大吃油菌十分珍貴。
按照一般原理，相當(dāng)一部分細(xì)菌都可以多快好省地“吃油”，但事情沒有這么簡(jiǎn)單。一般細(xì)菌運(yùn)輸油分子的過程中會(huì)存在缺陷，導(dǎo)致油分子特別是一些芳香烴（分子中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的碳?xì)浠衔铮┰诩?xì)菌體內(nèi)氧化不*，在*次氧化過后，大部分油又重新回到環(huán)境中去......
細(xì)菌與原油的立體戰(zhàn)爭(zhēng)
這項(xiàng)研究主要是由得克薩斯州農(nóng)工大學(xué)海洋學(xué)系教授約翰·科斯勒與加州大學(xué)圣巴巴拉分校海洋學(xué)研究所教授戴維·瓦倫丁合作完成的。他們的研究團(tuán)隊(duì)在油氣滲漏期間及在油井井口封閉后對(duì)墨西哥灣海水進(jìn)行勘測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在爆炸之后的120天內(nèi)，從油井釋放出的幾乎所有甲烷已全部被降解，這主要是因?yàn)樵托孤┖螅仁臣淄榈募?xì)菌經(jīng)歷了一波爆炸式生長(zhǎng)。研究人員共對(duì)污染區(qū)的207個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量（細(xì)菌呼吸甲烷時(shí)氧含量會(huì)下降），甲烷和氧的分布數(shù)據(jù)、水樣本基因測(cè)序數(shù)據(jù)，均支持了他們的結(jié)論。治理原油泄漏是個(gè)令人頭痛的復(fù)雜工程，泄漏產(chǎn)生兩大類污染：油污和氣態(tài)碳?xì)浠衔铩Ｇ罢吣芟?ldquo;魔毯”一樣鋪滿大片海面，甚至沿河流上溯，沖擊河流三角洲以至內(nèi)陸，威脅海鳥、魚類、海藻等各種海洋生物的生存；后者雖然相對(duì)低調(diào)，但也不是省油的燈。氣態(tài)碳?xì)浠衔铮N類）如甲烷、乙烷、丙烷等產(chǎn)生數(shù)量很大，直接散發(fā)到空中，常規(guī)治理油污的辦法無能為力。因此，治理原油泄漏的過程不啻于一場(chǎng)立體戰(zhàn)爭(zhēng)。
然而，這場(chǎng)立體戰(zhàn)爭(zhēng)中的重要角色氣態(tài)烴類通常處在被忽視的位置。例如此次原油泄漏中產(chǎn)生的大片油污是給世人留下的zui深刻印象，大群海鳥在油污中溺死的圖片讓人觸目驚心，這就很容易讓人覺得，油污是zui主要的泄漏產(chǎn)物。
研究人員當(dāng)時(shí)估測(cè)，污染區(qū)的高甲烷含量至少會(huì)維持一年，但細(xì)菌吸收甲烷效率之高遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了他們的預(yù)料。他們的結(jié)論是，甲烷在海洋深處的大規(guī)模自然釋放會(huì)激起嗜甲烷細(xì)菌的猛烈阻擊，這意味著海洋生態(tài)環(huán)境并不像我們想象的那樣脆弱。在去年秋季的一項(xiàng)研究中，該小組報(bào)告了類似的測(cè)量結(jié)果：細(xì)菌在快速地消化著乙烷和丙烷，這些反應(yīng)甚至出現(xiàn)在對(duì)甲烷的主要反應(yīng)發(fā)生前。油污可以通過攔油柵欄、燃燒等方法處理，而氣態(tài)烴就不那么容易對(duì)付了。它們無色無味，不溶于水，不容易收集。正當(dāng)治理油污的技術(shù)人員束手無策之時(shí)，傳來一個(gè)意外驚喜：美國(guó)研究人員報(bào)告說，這種來去無形的污染物幾乎被全部消滅，而這一過程是自然完成的，治理方一分錢也沒花。這一發(fā)現(xiàn)已經(jīng)刊登在剛剛出版的《科學(xué)》雜志上。
這里存在一個(gè)誤解，據(jù)美國(guó)學(xué)術(shù)刊物《科學(xué)》雜志報(bào)道，甲烷是此次泄漏中產(chǎn)生量zui大的污染物。甲烷以及相關(guān)的乙烷、丙烷等氣體污染物，能嚴(yán)重?cái)_亂海洋生態(tài)環(huán)境，甲烷逃逸到空氣中還會(huì)加劇溫室效應(yīng)（甲烷對(duì)臭氧層的破壞力約為二氧化碳的20倍）。在氣態(tài)烴類進(jìn)攻下受傷zui大的是微生物、海藻這些“小個(gè)子”。去年7月美國(guó)“科學(xué)新聞”網(wǎng)報(bào)道，從北極海床釋放的大量甲烷可能造成缺氧死區(qū)、海洋酸化，并擾亂北部海洋廣大地區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)。
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