Olieædende mikrober udfordres i Arktis

Skematisk diagram over arktiske specifikke forhold, der påvirker mikrobiel nedbrydning af olieudslip:A) Havis og isbjerge hæmmer blanding af vind/bølge i den øverste vandsøjle og forårsager en tykkere olieforringelse, hvilken, i kombination med lav temperatur, reducerer fordampning, spredning og opløsning. Alle disse effekter resulterer i større oliedråber, som mikrober ikke kan nedbryde. B) De fleste olieforbindelser er ikke opløselige i vand. Derfor, bakterierne danner en biofilm på oliedråberne for at kunne forbruge olieforbindelserne. En lille brøkdel af olieforbindelserne er vandopløselige og forbruges således af både biofilm og fritlevende bakterier. C) Olie-mineral- og olie-fytoplanktonaggregater, som kan øge oliesedimenteringen ('beskidte snestorme'), dannes ved interaktion med sedimentplumer fra gletsjere og fytoplanktonblomstrer, henholdsvis. D) Fotooxidation ved ultraviolet stråling fra sollys kan være vigtig, især om sommeren. Ultraviolet lys hjælper med at nedbryde oliemolekyler, men samtidig, olietoksiciteten over for marine organismer kan øges. E) Dyb blanding af vandsøjlen og opvækning forårsager tilførsel af næringsstoffer. Oceanografiske forhold kan derfor være vigtige for at tilvejebringe friske næringsstoffer til mikroorganismer, der spiser olie. Kredit:Leendert Vergeynst

Ny økonomisk udvikling i Arktis, såsom trans-arktisk skibsfart og olieudnyttelse, vil medføre hidtil usete risici for olieolieudslip. Verden efterlyser derfor en grundig forståelse af modstandskraften og "selvrensende" kapacitet i de arktiske økosystemer til at komme sig efter olieudslip.

Selvom der gøres en stor indsats for at rydde op i store olieudslip, kun 15 til 25 procent af olien kan effektivt fjernes ved mekaniske metoder. Dette var tilfældet i større oliekatastrofer såsom Exxon Valdez -udslippet i Prince William Sound, Alaska, og Deepwater Horizon i Den Mexicanske Golf. Fremtidsspild vil ikke være anderledes. Oliespisende mikrober spillede den store rolle i nedbrydningen af olien og reducerede virkningen af den spildte olie under disse tidligere oliekatastrofer.

"Vi præsenterer nu en første vurdering af det mikrobielle nedbrydningspotentiale i havvand ud for Grønland, "siger postdoc Leendert Vergeynst, Arctic Research Center ved Aarhus Universitet.

Forskningsgruppen har identificeret seks faktorer, der udfordrer mikroberne i de arktiske have.

Lave temperaturer, havis og få næringsstoffer

Lave temperaturer ændrer de kemiske egenskaber ved spildt olie og bremser biologisk nedbrydning. For eksempel, kold olie er mere tyktflydende, hvilket hæmmer oliedispersionen. Effektiviteten af mikrobiel nedbrydning reduceres, når olie ikke spredes i små dråber.

Vi har brug for en grundig forståelse af de arktiske økosystemers modstandskraft og "selvrensende" kapacitet til at komme sig efter olieudslip. Kredit:Janne Fritt-Rasmussen

Bølger spiller også en vigtig rolle i at bryde olien i dråber. Imidlertid, hvor der er havis, der er færre bølger.

Arktis er generelt et miljø med meget lave mængder næringsstoffer som nitrogen og fosfor. Disse næringsstoffer er ikke til stede i olien og de olieædende bakterier, hvorfor de skal findes i vandet. Få næringsstoffer resulterer i reduceret aktivitet af de olieædende bakterier.

Partikeldannelse, sollys og tilpasning

Massive fytoplankton (alger) blomstrer og suspenderede mineralpartikler frigivet af gletsjere forekommer i løbet af det arktiske forår og sommer. Koncentrationerne af partikler fra gletsjerudløb og algeopblomstringer i arktiske farvande kan være større end i Den Mexicanske Golf, hvor planteplankton, partikler og oliedråber hænger sammen og synker til havbunden, som dannede en "beskidt snestorm" under Deepwater Horizon -olieudslippet i 2010. Mikrobiel nedbrydning af olie på havbunden er meget langsommere end i vandsøjlen.

Tidligere oliekatastrofer har vist, at kun 15 til 25 procent af olien effektivt kan fjernes fra de marine miljøer. Kredit:Janne Fritt-Rasmussen

Det 24-timers sollys i den arktiske sommer kan hjælpe mikroberne med at opdele oliemolekyler i mindre stykker. Imidlertid, det kan også gøre olieforbindelserne mere giftige for organismer, der lever i vand. Flere undersøgelser er nødvendige for korrekt at forstå sollysets virkning på olieudslip i arktiske økosystemer.

Regelmæssige små olieudslip i andre marine farvande har tilpasset ('lært') mikrober til at spise oliemolekyler. Imidlertid, Arktis er stadig et meget uberørt miljø. Forskerne undersøger derfor i øjeblikket, om de mikrobielle populationer, der findes i Arktis, har tilpasset sig nedbrydende olieforbindelser.

"Vi er især bekymrede over, at de mest giftige molekyler i olien, såsom polycykliske aromatiske kulbrinter, kan være den sværeste at nedbryde, siger Leendert Vergeynst.

Sidste artikelSøpindsvin eroderer stenrev, udgrave gruber til sig selv

Næste artikelKamæleonbakterier kan ændre deres farver