细菌干掉“深水地平线”泄露气体？

翻译/潘峰

细菌干掉“深水地平线”泄露气体？

翻译/潘峰

墨西哥湾“深水地平线”漏油事件后，科学家大卫·瓦伦丁和他的同行于2011年早期发表了关于“细菌的过量繁殖消耗掉了几乎所有泄露的甲烷气体”的研究成果。随后，一些人对这位加州大学圣巴巴拉分校（UCSB）的地球化学家提出了质疑：泄漏出的甲烷气体是怎样消失的呢？

在新一期的《美国国家科学院学报》中，瓦伦丁和加州大学圣巴巴拉分校的机械工程师伊戈尔以及其他合作者们报告了他们的新研究成果。他们采用一种新的计算机模型来论证墨西哥湾中水下地形、洋流和细菌在消耗泄露甲烷气体中所扮演的不同角色。

这项研究成果是2011年研究的延伸，其中，瓦伦丁和其他研究者们解释了细菌在消耗超过200,000吨溶解甲烷气体中所扮演的角色。“我们似乎在把很多碎片组装在一起，”瓦伦丁说，“我们应该走出去，采集一些样本，然后研究在这些样本中正在发生什么，不论是泄露过程中或是之后。那里存在微生物和生物降解作用的变化，而且我们明显需要把水体的运动包含在其中。”

工作人员在取样检测

墨西哥湾地形

科学家们相信，水流运动——或者说“水流到哪里”的物理现象中存在着重要因素。瓦伦丁向机械工程师伊戈尔求助，他曾经在2011年发表研究成果，预测水面浮油将扩散到何处。“我们的工作是有根据的，”伊戈尔说，“根据原油泄漏的位置以及扩散的方向，我们相信，如果将详细的流体动力学模型和细菌模型放在一起，那将会是很美妙的事情。”

合成的计算机模型拥有流入墨西哥湾的烃类化学成分的数据，并加入了52类消耗烃类的细菌。模型的物理特性基于美国海军的海湾洋流模型以及泄漏几个月来对于水体运动的观察。之后，几位科学家得到了伊戈尔之前的同事的帮助，他们是来自克罗地亚里耶卡大学的工程师。“我们需要编写软件，这是个大工程，而且非常紧急，但是他们做到了。”伊戈尔说，“这是一项杰作。这类研究通常需要至少1年的时间，而我们找到了可以在3、4个月内搞定的办法。”

这种空中机器人溢油回收系统名叫Aeros，是一支飞机空降的机器人部队。它们能隔离石油，利用类似离心分离机的油水分离器提炼收集石油。每个机器人能在1分钟内净化约11吨漏油，整个自动化部队能在几天时间里将约4万吨以上的漏油清洁完毕

模型显示，一个关键的因素是墨西哥湾的物理结构。“是海湾的地形，”瓦伦丁说，“那里就像一个箱形峡谷，因此，泄漏发生在一个封闭区域，当烃类从油井里释放出来后，细菌开始大量繁殖。若是在其他海湾，菌群会被洋流冲散。但是在墨西哥湾，它们就像在洗衣机里面一样在打着转，而且经常能流回泄露的井中，有时这种情况会发生2次或者3次。我们观察到，一些已经暴露在烃类中并已有菌类大量繁殖的水又重新流回到了油井中。”

瓦伦丁继续解释道，随着水的流回，已经大量繁殖并且吃到它们喜爱烃类的生物体直接攻击和追逐这些化合物。然后它们就又尝到了美味的碳氢化合物。“当已经生长的菌群重新返回井口的时候，它们消耗烃类的速度就会大大加快，而且，细菌和烃类的表现各不相同。它们分别所占的比例与水流第一次出现时已经不一样了。”模型为科学家们检验这种假说提供了依据。

科学家们相信，从这项研究中人们可以学到很有价值的东西。伊戈尔认为，这种应用模型的方式对任何研究钻探石油的人来说都是一个警示。“从一般的观点来看，我们需要投入更多精力应对漏油处周围的水流，”伊戈尔说，“在海上石油钻探的大多数地方，我们并没有模型。为什么不弄一个呢？比如造一架飞机，你就会有一个模型，但是钻探这种高风险的事情却可以不用模型？我们其实是可以预测漏油情况的，这就是模型的用处。”

墨西哥湾的水下地形、洋流和细菌共同导致了甲烷和其他2010年4月20日从井中喷出的物质的消失。随着科学家们不断揭开“深水地平线”微生物故事神秘的外衣，我们也学到了很多关于海洋的生物系统与石油相互作用的知识。

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空降机器人把油污“吃”得干干净净

2010年4月20日，当英国石油公司“深水地平线”平台马孔多油井发生爆炸，开始在墨西哥湾泄漏石油时，一种新的机器人系统几小时卓有成效的工作，使泄漏的油污没有碰到岸边，给人留下了深刻的印象。

↪题外话题：重油侵袭意大利海难

康奈尔大学地球与大气科学系教授查理斯·格林，同时也是防护海洋生态系统威胁方面的专家，近日指出了由于“科斯塔·康科迪亚”号豪华游轮触礁并倾覆在意大利托斯卡纳海岸外的国际海洋生物保护区内，船上搭载的2300吨重油会带来对海洋生态系统的潜在威胁。格林说：“这一事件就造成了许多层面上的灾难。除了人员的伤亡外，破损的船体所导致的燃油泄漏可能对该地区的海洋生物带来灾难性后果。”

他指出，虽然这次事故没有接近墨西哥湾灾难的规模，但是游轮搁浅的意大利吉廖岛地区正坐落于地中海佩拉哥斯海洋哺乳动物保护区。这一由法国、意大利和摩纳哥在10年前共同设立的保护区坐落于科西嘉岛与意大利本土之间，其目的是用来保护包括长须鲸、抹香鲸、海豚、金枪鱼、旗鱼以及鲨鱼在内的众多海洋物种，使他们在夏季得以在此觅食。

这种空中机器人溢油回收系统名叫Aeros，是一支飞机空降的机器人部队。它们能隔离石油，利用类似离心分离机的油水分离器提炼收集石油。每个机器人能在1分钟内净化约11吨漏油，整个自动化部队能在几天时间里将约4万吨以上的漏油清洁完毕。

那么Aeros是如何进行工作的呢？首先，飞机在漏油地点附近空降放下面包车大小的清洁海水机器人和充气的漏油栅；接着充气膨胀后的U形漏油栅就会围住漏油，将其包围，机器人运用GPS找到漏油栅拦住的浮游物，直接将污水送入机器人体内的清洁系统；随后机器人将含油的海水吸入一个圆锥体，它旋转时会带动内部液体转动，将密度较大的水释放出去，剩下的油流入椎体核心部位，而椎体一端的低压会将油吸走，较重的水会流到另一头，这时水已经是99%的清洁海水了；最后，一位机器人每分钟能清洁约11吨水，几天之后就可以让污染区域焕然一新。

水下机器人体积大小不一，有的如同小型汽车；有的却像大卡车。为了保护它们免受5000英尺以下海水产生的巨大压力，机器人体内的大部分由泡沫组成。它们与光纤或铜线连接以便保持通信，但有时洋流会纠结甚至弄断这些生命线。

Aeros的开发商是全球响应公司（Global Response Group）。它正在生产的第一批机器人原型，已于2011年投入石油泄漏的测试实验。该公司还与中国政府商议成立第一座Aeros飞行基地，以便调遣机器人保护中国的渔业水域免受近海钻探带来的海洋威胁。这一基地项目将耗资8亿美元，但与一场漏油事件导致的数十亿美元损失相比实在是微乎其微。（李忠东编译）