אנרגיה וסביבה – פירוק ביולוגי

מלאכת הניקוי שלאחר דליפת הנפט במפרץ מקסיקו תיפול על החיידקים

מאת דייוויד ביילו

משאבות, גורפות ועשרות קילומטרים של מצופים אינם יכולים להתחרות בחיידקים וביצורים מיקרוסקופיים אחרים כשמדובר בסילוק נפט. האורגניזמים המיקרוסקופיים המאכלסים באופן טבעי את מפרץ מקסיקו הם המגן האמיתי היחיד נגד דליפת הנפט מאסדת הקידוח Deepwater Horizon. בעת שמדענים חוקרים כיצד החיידקים מנקים את הלכלוך, הם גם חוששים שהמושיעים האלה עלולים באותה מידה גם לחנוק למוות את החיים הימיים במפרץ.

העובדה שהחיידקים בטבע יעילים יותר ממאמצי הניקוי האנושיים עשויה להפתיע לאחר עשרות שנים שבהן ניסו חוקרים ליצור בשיטות של הנדסה גנטית חיידקי-על זוללי נפט. למעשה, הפטנט הראשון שנרשם על יצור חי שעבר שינוי גנטי היה על חיידק שניזון מפחמימנים. אבל החיידקים האלה “אינם יעילים ברוב המקרים,” אומר ג’יי גרימס, מיקרוביולוג ימי מאוניברסיטת דרום מיסיסיפי.

חיידקים מהונדסים אינם עומדים במשימה בין השאר מפני שאין יצור יחיד, משודרג ככל שיהיה, שיכול להתחרות בעוצמה של קהילה שלמה של יצורים שונים שלכל אחד מהם התמחות ספציפית בצריכת פחמימנים. “בכל אוקיינוס שאנחנו חוקרים, מן הים האנטרקטי ועד האוקיינוס הארקטי, אנו מוצאים חיידקים מפרקי נפט,” אומר רונלד מ’ אטלס, מיקרוביולוג באוניברסיטת לואיסוויל. אטלס בחן והעריך בין השאר את יכולתם של חיידקים מהונדסים לנקות את דליפת הנפט מן המכלית אקסון ולדז. “הנפט הגולמי הוא תערובת מורכבת של אלפי תרכובות, והקהילות הניזונות ממנו מורכבות אף הן. חיידקי-על נכשלים מפני שהם מתחרים עם קהילות אלה המותאמות היטב לסביבה.”

ואם אי אפשר לנצח אותם, למה לא לנצל אותם? באופן תיאורטי אפשר להמריץ את היצורים האלה לעבוד קשה יותר באמצעות חומרי דשן, כמו ברזל, חנקן וזרחן. למעשה, גישה כזאת האיצה את פעילות החיידקים בקרקע שלאורך חופי אלסקה לאחר אסון הוולדז. “ראינו עלייה של פי שלושה עד פי חמישה בקצב הפירוק הביולוגי,” נזכר אטלס.

אבל נראה שלא ישתלם להפעיל את השיטה הזאת במפרץ מקסיקו. “איך אפשר לגרום לכך שבאוקיינוס הדשן יישאר עם הנפט?” שואל המיקרוביולוג האקולוגי קנת לי, מנהל המרכז לחקר נפט, גז ואנרגיה ימיים במשרד הדגה והאוקיינוסים של ממשלת קנדה. ועוד הוא אומר: “איננו רואים פעילות של שיקום ביולוגי בלב ים.” ואפילו דישון לאורך החוף הוא בעייתי. לי ניסה לעבד אדמות ביצה רוויות בנפט בנובה סקוטיה, אבל אספקת החמצן בהן מועטה מכדי לאפשר עלייה בפעילות החיידקים. “הדבר לא עלה יפה. במקום זאת השגנו בליה ושחיקה של הקרקע בקנה מידה רחב.”

כימיקלים שמפרקים את כתם הנפט לטיפות קטנות, כעין תחליב, הם אולי הדרך היחידה להאיץ פעילות חיידקית במפרץ. “כשהנפט מפוזר בטיפות קטנות מאוד, הפירוק החיידקי מהיר הרבה יותר,” אומר לי, שערך מדידות של גודל טיפות הנפט כדי לקבוע את יעילותם של הכימיקלים המפזרים.

אבל צריכת הנפט של החיידקים גבוהה רק קרוב לשטח פני המים החמימים. “חילוף החומרים מואט בערך פי שניים או שלושה בכל ירידת טמפרטורה של 10 מעלות צלזיוס,” אומר הביוכימאי דייוויד ולנטיין מאוניברסיטת קליפורניה בסנטה ברברה, החוקר את תגובת החיידקים במפרץ לדליפת הנפט. “פירוק הנפט במעמקי הים,” הוא אומר, “יהיה אִטי מאוד בשל הטמפרטורה הנמוכה כל כך.”

ולמרבה הצער, זה בדיוק המקום שאליו מגיע בסופו של דבר חלק מן הנפט הגולמי שדלף מן האסדה. חוקרים ראו נפט “בעומק שבין 800 ל-1,400 מטרים,” אומר המיקרוביולוג האקולוגי אנדריאס פ’ טסקה מאוניברסיטת צפון קרוליינה בצ’פל היל. תלמיד המחקר שלו, לוק מק’קיי, היה על סיפונה של ספינת המחקר פליקן שדיווחה לראשונה על ענני הנפט התת-ימיים האלה. במעמקים, פעילות חיידקית היא התהליך היחיד לפירוק נפט. (על פני השטח, תהליכים פיזיקליים כמו התאדות ותנועת הגלים מסייעים לסלק את הנפט מן המים.)

אבל יש גם צד אפל בפעילותם של חיידקים הזוללים כמויות נפט גדולות כמו אלה שדלפו במפרץ מקסיקו. כשהם מפרקים את הנפט הם צורכים את החמצן המומס במים, פעולה שעלולה לחנוק יצורים אירוביים, צורכי חמצן. מדידות של ריכוז החמצן במי הים של מפרץ מקסיקו הראו ירידה של עד 30% בשבועות שלאחר הדליפה. אף על פי שלירידה ברמה כזאת אין כמעט השפעה על יצורים ימיים ניידים, מדענים חוששים מהשפעת חוסר החמצן בעומק, באזורים שבהם המים כמעט אינם מתערבבים עם המים של פני השטח, העשירים בחמצן. זו בשורה רעה גם להמשך הפירוק המהיר של הנפט וגם לרווחתם של האלמוגים והיצורים האחרים המעוגנים בקרקעית. כבר כעת צפו ועלו מן הקרקעית גופותיהם של מלפפוני ים מתים המרמזים אולי על התפתחותו של אזור מת וגם על השפעתו הרעילה של הנפט עצמו.

כדי להבין כיצד החיידקים יעשו את מלאכתם ובכמה זמן, יש להיטיב לדעת מהי כמות הנפט הגולמי המצויה בים. אומדן כזה “תלוי בגודל (הדליפה), ואנחנו לא יודעים מה גודלה,” אומרת הגאוכימאית המיקרוביולוגית סמנתה ב’ ג’וי מאוניברסיטת ג’ורג’יה. “איננו יכולים לערוך שום סוג של חישוב לגבי צריכת החמצן האפשרית או כל דבר אחר.” עם הזמן זינק אומדן הדליפה מ-1,000 חביות נפט ליום, בתחילה, ל-60,000 ליום באמצע יוני 2010.

בכל אופן, הנפט הזה יישאר בסביבה זמן רב. יצורים מיקרוסקופיים מפרקים פחמימנים “שבועות עד חודשים עד שנים,” מסביר אטלס. הטבע מספק פתרון, אבל פתרון אטי.