可以消耗石油或燃料的细菌已被用于帮助清理海洋中的泄漏物，但由于缺乏研究，它们在淡水中的使用受到限制。密歇根理工大学的一位教授和他的学生已经着手改变这种状况，研究麦基诺海峡的细菌群落，以确定它们需要什么条件才能茁壮成长。
Steve Techtmann 是鉴定可用于清理各种废物的细菌的专家，他确定该社区至少在实验室环境中能够降解原油和柴油燃料。Techtmann 及其学生的研究结果发表在《五大湖研究杂志》上。但是，由于石油和燃料都定期通过船舶运输并在湖泊和河流附近运输，这一发现对世界各地的淡水污染物泄漏具有重要意义。了解石油在水中释放后会发生什么变化，可以帮助应急响应人员和政府更快、更有效地做出反应。
“细菌有助于分解无法通过撇脂等物理方式清除的油，”Techtmann 说。“许多石油泄漏清理方法都依赖于人类无法回收的这些类型的石油细菌。”
小玻璃容器和碳氢化合物零食
为了创造一个细菌样本可以繁衍或失败的环境，包括计划于今年 12 月毕业的生物化学专业的 Kayley Roche 在内的学生设置了装有一定体积湖水的玻璃瓶。他们添加了一定量的原油或柴油燃料，然后用橡胶塞将它们密封起来。
“每周我们都会拿一堆瓶子来测量它们中的二氧化碳，”罗氏说。“随着微生物有更多时间分解瓶中的油，我们看到二氧化碳的产生增加。”
科学家们用一根针穿过橡胶塞，抽出足够的空气来测量里面的二氧化碳。他们使用气相色谱法来测量空气样本中的化学特征。
“我们使用二氧化碳产量作为衡量微生物碳氢化合物代谢的指标，”罗氏说。“二氧化碳由微生物呼吸，它的测量可以帮助将微生物代谢与油中碳氢化合物的分解联系起来。”
甚至细菌也需要休赛期
但是清理淡水泄漏并不像释放细菌然后前往海滩那么容易。Techtmann 和他实验室中其他人确定的细菌菌落的清理效果取决于季节、群落构成和某些营养素的可用性。
如果在添加油或燃料后给定瓶子中的细菌繁殖，研究人员就知道微生物是能够在污染物存在的情况下存活和繁殖的类型。该团队随后调查了其他变量如何影响每个瓶子中的细菌。
“温度是影响细菌代谢的主要因素，”Techtmann 说。“在这个实验中，我们通过在低温下培养水来模拟冬天的条件，”他继续说道，并指出瓶子保持在 4 或 23 摄氏度(39.2 到 73.4 华氏度)。“在较冷温度下孵化的瓶子里的油分解得更慢。”
其他因素也会影响细菌的食欲——包括它们可用的营养物质，如氮和磷，以及来自石油或柴油燃料的碳。较低的养分供应也减缓了污染物分解的速度。
“我们还发现，在一年中的不同时间有不同的细菌群对石油做出反应。例如，有一个春季特定群落或秋季特定群落，然后是全年细菌群落，”Techtmann说过。
吃油大赛冠军
现在已经确定了一个特定的细菌群落，Techtmann 和学生们将调查海峡细菌处理原油或燃料的速度，以及其他哪些环境条件可能会影响细菌的有效性。 Emma Byrne，毕业于密歇根理工大学拥有生物科学硕士学位的一年，与实验室的其他学生一起分析了从微观实验中收集的数据。Byrne 现在是密歇根州环境、五大湖和能源部的环境质量分析师。
“这项研究很重要，因为石油泄漏对淡水环境，特别是五大湖的影响尚未得到充分研究，”伯恩说。“了解在石油泄漏事件中环境可能如何波动可以帮助我们预测影响。”
Techtmann 表示同意。“我们对海洋中的这个过程了解很多，但我们对淡水中的这个过程知之甚少，但我们如此依赖淡水。”
