Нефтеядные микробы сталкиваются с трудностями в Арктике
Новое экономическое освоение Арктики, такое как трансарктическое судоходство и добыча нефти, несет беспрецедентные риски разливов нефти в море. Поэтому миру необходимо глубокое понимание устойчивости и «самоочищающей» способности арктических экосистем восстанавливаться после разливов.
Несмотря на многочисленные усилия по ликвидации крупных разливов, механическими методами можно эффективно удалить лишь от 15 до 25 процентов нефти, что показали катастрофы Exxon Valdez в заливе Принс-Уильям, Аляска, и Deepwater Horizon в Мексиканском заливе. В будущих разливах ситуация будет аналогичной, и основную роль в разложении нефти и снижении её воздействия сыграют нефтеядные микробы.
«Мы представляем первую оценку потенциала микробного разложения в морских водах у побережья Гренландии», — говорит постдок Лендерт Вергейнст из Арктического исследовательского центра Орхусского университета. Исследовательская группа определила шесть факторов, затрудняющих работу микробов в арктических морях.
Низкие температуры, морской лёд и мало питательных веществ
Низкие температуры меняют химические свойства разлитой нефти и замедляют биодеградацию. Например, холодная нефть более вязкая, что затрудняет её диспергирование. Эффективность микробного разложения снижается, когда нефть не диспергирована на мелкие капли. Волны также играют важную роль в дроблении нефти, но там, где есть морской лёд, волн меньше.
В целом, Арктика — это среда с очень низким содержанием питательных веществ, таких как азот и фосфор. Этих питательных веществ нет в нефти, поэтому бактериям приходится искать их в воде. Их нехватка снижает активность нефтеядных бактерий.
Образование частиц, солнечный свет и адаптация
В арктическую весну и лето происходят массовое цветение фитопланктона (водорослей) и вынос взвешенных минеральных частиц ледниками. Концентрации частиц от ледников и водорослей в арктических водах могут быть на порядки выше, чем в Мексиканском заливе, где во время разлива Deepwater Horizon в 2010 году фитопланктон, частицы и капли нефти слипались и опускались на морское дно, образуя «грязную метель». Микробное разложение нефти на дне происходит намного медленнее, чем в толще воды.
Круглосуточный солнечный свет арктического лета может помочь микробам расщеплять молекулы нефти, но также может сделать нефтяные соединения более токсичными для водных организмов. Для понимания влияния солнечного света на разливы нефти в Арктике необходимы дальнейшие исследования.
Регулярные небольшие разливы в других морях адаптировали («научили») микробов поедать нефть. Однако Арктика всё ещё остается очень девственной средой. Исследователи изучают, адаптировались ли местные микробные популяции к разложению нефтяных соединений. «Мы особенно обеспокоены тем, что наиболее токсичные молекулы в нефти, такие как полициклические ароматические углеводороды, могут быть самыми трудными для разложения», — говорит Лендерт Вергейнст.