Arktiske forhold udfordrer olienedbrydende bakterier

Bakterier spiller en central rolle, når olie skal nedbrydes. Forskere fra Aarhus Universitet har i tidsskriftet ‘Science of the Total Environment’ netop offentliggjort en sammenfatning over faktorer, der hæmmer og fremmer den mikrobielle omsætning af olie i Arktis.

2018.03.09 | Peter Bondo Christensen

Leendert Vergeynst, Aarhus Universiet og Lorenz Meire, Grønlands Naturinstitut, samler havis fra Godthåbsfjord i Grønland for at studere olie-spisende bakterier i arktisk havvand. Foto: Wieter Boone

Tidligere oliespild har vist at man kun kan fjerne 15 to 25% af den spildte olie fra havområder. Foto Fritt-Rasmussen

Det er nødvendigt at forstå arktiske systemernes evne til selv at klare et oliespild I fremtiden. Foto: Janne Fritt-Rasmussen

Fingerede oliespild er træningsgrundlag for at håndtere større oliespild i Grønland i fremtiden. Foto: Lonnie Bogø Wilms

Mindre havis giver større skibstransport i Arktis ligesom mulighederne for at udvinde olie øges. Begge dele øger samtidig risikoen for oliespild. Derfor er der et stadigt større behov for at forstå, hvordan arktiske økosystemer klarer forurening med olie og hvor stor systemernes selvrensende effekt er.

Trods en massiv arbejdsindsats, har man ved tidligere oliespild mekanisk kun kunne fjerne 15-25% af olien. Sådan var det eksempelvis ved oliekatastroferne Exxon Valdez i Prince William Sound, Alaska, og Deepwater Horizon i Den Mexikanske Golf. Og sådan vil det formodentligt være ved fremtidige oliekatastrofer.

Bakterier, der spiser og nedbryder olie, spiller derfor en hovedrolle, når olien skal fjernes fra miljøet.

“I vores artikel præsenterer vi den første samlede oversigt over potentialet for den mikrobielle nedbrydning af olie i arktiske områder”, siger postdoc Leendert Vergeynst, Arktisk Forskningscenter ved Aarhus Universitet.

Forskergruppen bag arbejdet har identificeret seks faktorer, der udfordrer de olienedbrydende bakterier i de arktiske have.

Lave temperaturer, havis og få næringsstoffer

Lave temperaturer ændrer de kemiske forhold i olien og reducerer den biologiske nedbrydning af olien. Eksempelvis bliver kold olie mere tyktflydende hvilket hæmmer effektiviteten af bakteriernes nedbrydning, der er langt større, når olien findes som mindre dråber.

Bølger spiller også en stor rolle for at bryde olieplamager ned til mindre enheder. Men når havisen dækker havet, bliver der langt færre bølger.

Havene i Arktis har generelt et meget lavt indhold af næringsstoffer, som eksempelvis kvælstof og fosfor. Næringsstofferne er heller ikke tilstede i olien og bakterierne må derfor optage dem fra havet, når de ’spiser’ olien. De lave mængder af næringsstoffer er dermed også med til at begrænse den mikrobielle aktivitet ved nedbrydningen af olie.

Partikler, sollys og tilvending

Om foråret blomster plantonalger op, når havisen forsvinder og soles lys kommer ned i havvandet. Samtidig kommer der en mængde sand og jordpartikler fra land, når de tilstødende gletsjere og floder smelter. Partiklerne binder oliedråber og danner aggregater, der synker til bunden. Her er omsætningen af olie meget lavere sammenlignet med omsætningen i vandfasen.

Mængden af partikler fra planktonalger og fra det tilstrømmende vand fra land kan være flere størrelsesordner højere end i eksempelvis Den Mexicanske Golf.

Midnatssolen der står på himlen 24 timer i døgnet gennem sommeren kan betyde at olien nedbrydes til mindre enheder. Omvendt kan det også gøre olien mere giftigt for organismer i havet. Vi mangler stadig megen viden om lysstrålernes indflydelse på nedbrydningen af olie i Arktis.

Gennem hyppige små oliespild i andre farvande har mikroberne tillært sig egenskaber, der giver dem mulighed for at nedbryde olien. De arktiske have er stadige temmelig ’ jomfruelige’ hvad olieforurening angår. Og forskerne er derfor nu ved at undersøge i hvilken udstrækning den arktiske population af bakterier dels har evnerne til at nedbryde olie, og dels hvor udbredte disse populationer så er. 

”Vi er særligt bekymrede over de mest giftige forbindelser i olien som eksempelvis de polycykliske aromatiske  hydrokarboner, hvoraf nogle også kan

være de sværeste at nedbryde”, forklarer seniorforsker Anders Mosbech, Arktisk Forskningscenter, Institut for Bioscience, Aarhus Universitet.

 

Figurtekst:

 

Skematisk oversigt over arktiske forhold, der spiller ind på den mikrobielle nedbrydning af olie:

A)    Havis og isbjerge reducerer bølger og dermed opblanding af de øverste vandlag. Det får olien til at holde sammen i store plamager. Kombinationen med de lave temperaturer giver en mindre fordampning, spredning og opløsning af olien, der alt sammen fører til større oliestrukturer, som bakterier kun dårligt nedbryder.

B)    De fleste olieprodukter er ikke som sådan opløselige i vand. Bakterierne skal derfor forme en biofilm omkring olien for at omsætte den.

C)    Olie der danner aggregater med jordpartikler eller planktonalgere øger den mængde olie der falder til havbunden (‘dirty blizzards’).

D)    Ultraviolette stråler fra solens lys er vigtige for en fotooxidation af olien. Det fører til en hurtigere nedbrydning af olien men fører samtidig til flere forbindelser, der er giftige for organimer i havet.

E)    Næringsstoffer er essentielle for de bakterier, der nedbryder olie. Derfor er hydrografiske egenskaber som havstrømme og opblanding af vand søjlen afgørende for tilførslen af nye næringsstoffer, hvis der sker et olieudslip.

 

 

Yderligere information:

Postdoc Leendert Vergeynst, Arktisk Forskningscenter, Institut for Bioscience; Aarhus Universitet; mail: leendert.vergeynst@bios.au.dk; tlf.: +45 8715 6698

Seniorforsker Anders Mosbech, Arktisk Forskningscenter, Institut for Bioscience, Aarhus Universitet; mail: amo@bios.au.dk, tlf: +45 2944 0203

Seniorrådgiver Susse Wegeberg, , Arktisk Forskningscenter, Institut for Bioscience, Aarhus Universitet; mail: sw@bios.au.dk; tlf: +45 3018 3118

 

Læs artiklen i ‘Science of the Total Environment’ her:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969718302110

Arktisk Forskningscenter er en del af ’Arctic Science Partnership’. Se mere her: http://www.asp-net.org/

Arctic Research Centre