Když do moře uniknou stovky milionů litrů ropy  
... vznikne lokální ekologická katastrofa. Kromě tisíců záchranářů nejdůležitější roli sehrají ty nejmenší mořské organismy - bakterie. Po havárii v Mexickém zálivu genetické analýzy pomohly vědcům objevit další nový druh, který se živí rozkladem ropy.

 

Zvětšit obrázek
Vrtná plošina Deepwater Horizon před a po výbuchu

20. dubna letošního roku došlo v Mexickém zálivu k výbuchu vrtné plošiny Deepwater Horizon britské společnosti BP (dříve British Petroleum). Právě probíhaly závěrečné úpravy 1650 metrů hlubokého ropného vrtu. O dva dny později se plošina zhroutila, selhal automatický uzávěr vrtu a do moře začalo vytékat gigantické množství ropy. Odhaduje se, že denně mohlo jít až o 53 000 barelů (8 400 m3, tedy 8,4 milionů litrů) ropy. Než se tento nežádoucí podmořský gejzír podařilo uzavřít, do vody zálivu vyteklo více než 4 miliony barelů ropy (4,9 mil. barelů = 780 milionů litrů4,1 - 4,3 mil. barelů). Tím se tato havárie svým rozsahem zařadila na první místo na moři a na druhé místo v celkovém pořadí, protože shodou okolností právě před sto lety, v roce 1910 ze zhavarovaného vrtu v Kalifornii jako z artézské tlakové studny, ve třicetimetrovém gejzíru vyteklo na souš okolo 9 milionů barelů ropy.

Zvětšit obrázek
Mikroorganismy rozkládající mikrometrové kapičky ropné emulze. Kredit: Hoi-Ying Holman group

 

Jde bezpochyby o obrovské přírodní katastrofy, které si vybírají svou daň a z jejich následků se okolní ekosystém vzpamatovává měsíce až roky. Ale i u takových havárií platí, že někdo z nich profituje. V první řadě jsou to některé druhy bakterií, pro které je ropa, jako směs uhlovodíků, bohatým zdrojem živin a po válce v Perském zálivu výzkum prokázal, že se tvoří doslova bakteriální společenstva vícero druhů, jejichž metabolizmus na sebe navazuje, vzájemné soužití jim prospívá, protože se specializují na různé ropné frakce. Na první pohled se zdá, že chytrá příroda našla nejlepší řešení jak zlikvidovat ekologickou hrozbu, protože bakterie nakonec rozloží většinu ropy, která se do oceánu dostane. Člověk navíc tento proces urychluje tím, že při havariích z letadel oceán postřikuje obrovským množstvím emulgátorů (v Mexickém zálivu byl použit COREXIT v objemu téměř 4 milionů litrů). Jde o látku, která zabraňuje tvorbě souvislé ropné vrstvy a směs uhlovodíků rozptýlí do hloubky vodního sloupce v podobě emulze, tedy drobných mikrometrových kapiček vznášejících se ve vodě.


Vše má ale chybičku krásy – bakterie sice ropu rozkládají, ale ne úplně ke prospěchu všech a bez negativních následků. Na rozklad vazby mezi uhlíkem a vodíkem totiž potřebují kyslík a jediný k dispozici je ten rozpuštěný ve vodě. Výrazný pokles koncentrace kyslíku ale vážně poškozuje celý podmořský ekosystém.


Ekologické katastrofy, jakým je i havárie ropné plošiny Deepwater Horizon, tak vedou k uvolnění milionů dolarů na výzkum rozsahu, ohrožení a následků. Příležitostí se samozřejmě chopí všichni od menších soukromých firem po proslulé vědecké instituce a vládní gigant NOAA (Národní úřad pro oceán a atmosféru), který bude příští rok globálně planetu oteplovat za 5,6 miliardy dolarů z veřejných zdrojů, tedy o 0,7 miliardy USD dráž, než letos. Strašit se vyplatí a pokud to jen trochu půjde, média nás budou zaplavovat chmurnými prognózami všeho druhu.


V případě havárie ropné plošiny ale byla NOAA, zastřešující vládní zprávu o rozsahu následků katastrofy, mnohem optimističtější, než byly se svými prvními výsledky nezávislé organizace. Před měsícem na své stránce časopis Nature zveřejnil komentář, který naznačuje, že výsledky různých výzkumů, zhodnocujících obsah kyslíku ve vodách se navzájem liší. Není těžké pochopit, že svou roli sehrála i jiná motivace, nežli čistá snaha o posouzení skutečného stavu.

Zvětšit obrázek
Podle průzkumů koncem července se od místa havarovaného vrtu v hloubce 1,1 km pod hladinou táhnul 2 km široký a 200 m tlustý oblak ropné emulze do vzdálenosti až 35 km. Kredit: WHOI

 

I on-line vydání časopisu Science – Science Express zveřejnilo v posledních dnech výsledky dvou průzkumů míry znečištění a poklesu obsahu kyslíku v hloubkách pod 1 km, kde se vlivem proudění vytvořil dlouhý podmořský oblak ropné emulze. První výzkum je více alarmistický a referuje o něm opět Nature v rubrice Nature News. Je z dílny privátní neziskové oceánografické výzkumní organizace Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI), sídlící na atlantickém pobřeží v americkém státě Massachusetts. Technicky dobře vybavená instituce zmapovala zmíněné podmořské znečištění pomocí automatické sondy, která systematicky proplouvala od místa havárie křížem – krážem napríč směrem proudění. Práce předčasně ukončila hrozba přicházejícího hurikánu, ale výzkumníci WHOI podle získaných údajů odhadují, že na konci července se oblak koncentrovanější ropné emulze táhl v hloubce 1 až 1,2 km od místa vrtu na vzdálenost asi 35 km, byl asi 2 km široký a na výšku měl v průměru asi 200 m. Pomocí přístrojů upevněných na podmořské sondě vykonali 3 500 měření koncentrací uhlovodíků a 10ti dalších chemických látek. Zároveň pomocí ponorného zařízení, ovládaného z lodi kabelem, odebrali 2 300 vzorků na měření koncentrace kyslíku.

Zvětšit obrázek
Vzorky znečištěné vody z různých hloubek vědci odebírali z palub 2 lodí. Kredit: Terry Hazen group

 

Na základě výsledků těchto měření WHOI dospěla k závěru, že hladina kyslíku nijak výrazně neklesla, což svědčí o pomalé bakteriální biodegradaci ropné emulze, pomalejší než se původně předpokládalo, nebo jak prokázaly jiné výzkumy, které uvádějí snížení obsahu rozpuštěného kyslíku až o 30 až 50 %. Podle názoru oceánografů z WHOI jsou tyto naměřené dramatické poklesy následkem zanesení membrán ponorných přístrojů, které pak udávají nesprávné nižší hodnoty a proto je nutné kombinovat alespoň dvě nezávislé metody. Jak se vyjádřil Benjamin Van Mooy, jeden z autorů studie, to, že se ve skutečnosti zjistily jen malé změny v obsahu kyslíku znamená, že potrvá ještě několik měsíců, než se bakterie namnoží a následkem intenzivnějšího rozkladu uhlovodíků se hladina kyslíku sníží na očekávané minimum, kdy sice dojde k rychlejšímu rozkladu, ale zároveň většímu kyslíkovému deficitu. Podle Woods Hole Oceanographic Institution se tedy oblak znečištění v kilometrové hloubce pod hladinou udrží déle, než se očekávalo. Tato práce se v Science Express objevila 19. srpna.

Zvětšit obrázek
Genetické analýzy pomocí nového čipu odhalily, že dominantním druhem bakterie, která v Mexickém zálivu v hloubkách 1,1 až 1,3 km rozkládá dispergovanou ropu, je dosud neznámý druh gammaproteobakterie. Kredit: Terry Hazen group

 

O pár dnů později, 24. srpna, to samé internetové periodikum vydalo další zprávu, tentokráte z dílny Lawrencovy národní laboratoře v Berkeley. Tým mladých výzkumníků pod vedením ekologa Terryho Hazena z paluby dvou průzkumných lodí v oblasti podmořského mraku ropné disperze, na 17 různých místech a z rozličných hloubek odebral 200 vzorků vody pro detailní chemické i mikrobiální analýzy, které pak provedli ve spolupráci s dalšími institucemi. Výsledky na rozdíl od závěrů WHOI prokázaly, že činnost mořských mikroorganismů odbourává ropu mnohem rychleji, než se původně předpokládalo. A to i navzdory tomu, že koncentrace ve vodě rozpuštěného kyslíku neklesla nijak dramaticky – v porovnání s okolní neznečištěnou vodou zaznamenali v hlubokomořské ropné emulzi jenom jeho osmiprocentní úbytek. Podle Terryho Hazena kyslíkovou bilanci reguluje nízký obsah železa ve vodě. Tento prvek bakterie potřebují pro výrobu enzymů štěpících uhlovodíkové vazby. Když rozpuštěné železo není k dispozici, ani kyslíku potom tolik neubývá. Znamená to tedy, že umělým „přihnojováním“ železem by se pravděpodobně dal celý proces ovlivňovat.

Zvětšit obrázek
Tým výzkumníků z Berkeley Lab okolo svého „vůdce“, mikrobiologa Terryho Hazena (sedícího uprostřed). Mladí vědci prokázali, že biodegradace hlubokomořské ropné emulze je rychlejší než předpovídaly modely. Ani u množství rozpuštěného kyslíku nezaznamenali očekávaný výrazný pokles. Kredit: Roy Kaltschmidt, Berkeley Lab

 

Kromě chemických rozborů jsou nejen z ekologického, ale i čistě vědeckého hlediska zajímavé genetické analýzy, jež vypovídají o nových, dosud neznámých a do odstrašující biologické systematiky nezařazených druzích. V Mexickém zálivu dochází i přírozenými procesy k občasných únikům zemního plynu a ropy z geologického podloží do vod a proto se zde vyvinulo pro tyto podmínky specifické bakteriální společenství, jež ale nebylo doposud podrobněji prozkoumáno. V hloubce pod 1 km je teplota asi 5 oC, vysoký tlak a běžně nízký obsah uhlíku, proto obrovský podmořský oblak emulze zde způsobil velkou změnu. Nově vyvinutý čip (PhyloChip) o velikosti kreditní karty vědcům „rychle, přesně a komplexně“ pomohl bez nutnosti předcházející kultivace odhalit v každém jednotlivém vzorku vody až 50 000 různých druhů bakterií a archeí. V ropné emulzi se dominantním druhem stal dosud neznámý mikroorganismus, jenž je blízce geneticky příbuzný se dvěma známými ropnými bakteriemi Oleispirea antarctica a Oceaniserpentilla haliotis.


Podle shrnujících slov Terryho Hazena jejich studie odhaluje, že ropa výrazně změnila mikrobiální společenství a stimulovala rozmnožení hlubinných psychrofilních (chladnomilných), ropu degradujících gamaproteobakterií. Tato změna se naštěstí obešla bez výrazného úbytku kyslíku. Analýzy také prokázaly překvapivou rychlost biodegradace ropných alkanů (nasycených uhlovodíků, v jejichž molekulách jsou mezi uhlíky jenom jednoduché a ne dvojné, nebo trojné vazby). Jejich poločas bio-rozpadu, tedy doba, kdy se původní množství sníží na polovinu, se pohybuje mezi 1,2 až 6,1 dne.

 

S jistou nadsázkou bychom tedy mohli konstatovat, že co „pán tvorstva“ na planetě naruší, to ty „nejprimitivnější“ organismy nakonec napraví. Všechny nákladní sanační akce organizované člověkem odbouraly asi jenom třetinu uniklé ropy (včetně spálení, záchytu z hladiny, odstředění a chemické emulgace). 25 % se odpařilo, nebo rozpustilo v mořské vodě, dalších 16 % samovolně rozptýlilo v podobě emulze i bez zásahu člověka a asi 26 % se vyplavilo na pobřeží, kde vsakuje do sedimentů a v nich se časem rozloží. Tato část postupně podlehne chemickým změnám a mikroorganismům. Těm musíme v statistice k dobru přičíst i likvidaci emulze chemicky cíleně vytvořené člověkem – tedy rozložení minimálně poloviny veškeré uniklé ropy.


(Dodatek na základě diskuze pod článkem: V lednu 1991, v průběhu války Iraku proti Iránu a Kuvajtu, vyteklo do Perského zálivu z 8 různých zdrojů obrovské množství ropy. Odhady se různí od 2 do 8 milionů barelů. Nejčastěji uváděný údaj je asi 6 milionů barelů.


Na první pohled ale uděsně vypadá hodnota, kterou uvádí stránka Environmental impact of the offshore oil and gas exploration and production pro celkové množství ropy, které za rok unikne do světových oceánů – podle odhadů je to prý až čtvrtina procenta celosvětové roční produkce, což představuje okolo 6 milionů tun, čili asi 44 milionů barelů. Je to 9 až 10 deset krát více, než uniklo při nedávné havárii v Mexickém zálivu. Další důkaz, že život na této planetě bez bakteríí není možný.)



Roboty požírající ropné skvrny

Ropná havárie ale nepodnítila jenom výzkum následků a procesů, které v ekosystému vyvolala. Vědci z Massachusettského technického ústavu, známého pod zkratkou MIT, nabízejí zajímavé řešení pro sběr ropy gravitačně separované na povrchu vody pomocí rojnice menších robotů, jenž dostaly příznačný název Mořské hejno.


Jednotlivé zařízení vypadá jako dopravníkový pás vyčnívající z plovoucí krabice. Sběrný pás je ze speciálního materiálu z nanodrátků, který dokáže absorbovat ropu v rozsahu 20ti násobku vlastní hmotnosti, přičemž sám je hydrofobní, tedy vodu nenasakuje. V těle robota je topné těleso, které může ropu na místě spalovat. Ale celé hejno se může použít i jenom na "smetení ropy na hromadu", odkud by se pak povrchově odčerpávala jiným zařízením.


Roboty jsou poháněny fotovoltaickými články, navigovány přes GPS a dálkové WiFi spojení a jejich malé rozměry jim umožňují čistit povrch vody i u členitého pobřeží. Cena jednoho člena Mořského hejna je přibližně 20 000 USD.


 


Zdroje: Nature News 1, 2, WHOI, Berkeley Lab , Science Express 1, 2, Wikipedia

Datum: 30.08.2010 18:50
Tisk článku

Armagedon, ropa a teror - Walvoord John F.
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 288 Kč
cena: 270 Kč
Armagedon, ropa a teror
Walvoord John F.

Diskuze:

oko v polévce

Ivo Přikryl,2010-08-31 16:07:59

Mexický záliv je relativně izolovaná vodní plocha a lze tedy o ní uvažovat jako o celku. Vyplývá z toho například, že velký pokles kyslíku v zálivu jako celku nelze očekávat a tedy ani dramatické změny ekosystému. Lokálně se samozřejmě znečistění projevuje výrazně, ale to lokálně není vůči ploše celého zálivu moc významné.
Pro srovnání Perský záliv je osmkrát menší na plochu a třicetkrát mělčí. Během první války v zálivu do něj vyteklo podle odhadů přinejmenším stejně ropy, spíše o něco víc. Výchozí koncentrace ropy tam byla tudíž v průměru cca třistakrát vyšší. Perský záliv je ropou permanentně znečištěný, ale ekologičtí aktivisté na poplach nebijí.
Zjevně se tu uplatňuje virtuální realita, která něco zvýrazňuje a něco potlačuje. Myslím, že například americkým rybářům a hoteliérům ublížila víc mediální prezentace, než samotná ropa.

Odpovědět


Dagmar Gregorova,2010-09-01 06:28:46

V dlhšom časovom horizonte je možné s Vami bezvýhradne súhlasiť, "príroda" má ochranné mechanizmy, ktoré jej pomôžu sa s ropou vysporiadať. Nakoniec ide o veľmi zaujímavý zdroj uhľovodíkov nadopovaný energiou Slnka.

Ale keď sa vylieva z jedného miesta milióny litrov ropy denne, tak to lokálne a dočasne spôsobí vážny problém bez ohľadu na to, aká veľká je celá nádrž - záliv, more, oceán. Postihnutí nebudú len hotelieri - nakoniec vôbec nemusí ísť o turistickú oblasť. Ale pohľad na tisíce mŕtvych a umierajúcich vtákov nie je príjemný.
Skúsim drastické prirovnanie - predstavte si obrovský požiar nejakej časti nejakého mesta... alebo zemetrasenie. Tisíce mŕtvych, zranených, zbedačených... po čase sa s tým tamojšia spoločnosť vysporiada a všetko sa vráti do takmer pôvodných koľají a dokonca možno - so znalosťou rizík a krutou skúsenosťou - aj do lepších a bezpečnejších. Napriek tomu ide o katastrofu...
Pravdou je, že média za hrozienka v koláči považujú tie dramatické a niekedy veľmi prehnané správy. Ale je to obraz nás, nie médií. No koho už dnes zaujímajú informácie o tom, že sa nikde nič neuveriteľne výnimočné nedeje?

Odpovědět

pár čísle pro srovnání

Ivo Přikryl,2010-08-31 10:53:57

Pro názornost, jaký asi může mít uniklá ropa vliv na Mexický záliv pár nezáživných čísel.
Odhadovaných 780 miliónů litrů uniklé ropy je 780 tisíc metrů krychlových, což odpovídá rybníku o ploše 50 ha a průměrné hloubce 1,6 m.
Mexický záliv má podle Wikipedie charakter polouzavřeného vnitrozemského moře s plochou 1600000 kilometrů čtverečních a maximální hloubku 4384 metrů. Z toho lze odhadnout průměrnou hloubku 1,5 km a celkový objem 2400000 kilometrů krychlových. V metrech krychlových je třeba toto číslo vynásobit miliardou.
Poměr uniklá ropa k objemu Mexického zálivu je 1 : 3 000 000 000, tzn. cca 0,0003 mg ropy na litr vody. Je to jako bychom v kádi o objemu 1 metr krychlový u dna vypustili 0,0003 mililitru ropy.
Olejový film na hladině se začíná tvořit při koncentraci větší než 0,1 mg/l, chuť a pach vody ovlivňují koncentrace nad 0,05 mg/l (Pitter - Hydrochemie).
Mně z toho vyplývá, že Obama se skutečně mohl spokojeně okoupat na pobřeží Mexického zálivu a klidně si i loknout, aniž by cokoli poznal.
Samozřejmě, že se uniklá ropa okamžitě rovnoměrně nerozptýlí v celém objemu a že lokálně je její přítomnost nepříjemně nápadná. Je to však přiměřeně malý podíl plochy zálivu a stěží může jít o jeho celkové ohrožení a vůbec už ne o významné ohrožení severní Ameriky.

Odpovědět


Martin Hejtmanek,2010-08-31 12:51:18

Vase teorie je sice zajimava, ale zkuste ji vysvetlit tem co likviduji pobrezi pokryte ropou. Ve Vasi polevce toho tuku taky zas tak moc neni, a presto jste bezproblemu schopny nabrat na lzici mastne oko. To co popisujete je idealni stav ke kteremu muze dojit maximalne v case limitne se blizicim nekonecnu ...

Odpovědět


Karel Š,2010-09-01 12:56:51

Kdyz vam soused vyplavi byt tak vas samozrejme moc nezajima ze v ramci panelaku to byl litr na byt a ze celemu baraku se vlastne vubec nic nestalo. I pro televizi bude jiste lakavejsi zaber vaseho vyplaveneho bytu nez zabery ostatnich sto dvaceti suchych. To ale nic nemeni na faktu od urcite sire pohledu je vas vyplaveny byt ne katastrofa, ale bezvyznamna prkotina.

Osobne si myslim ze priroda se dokazala vyporadat s horsimi problemy nez toto. Z hlediska prirody proste prostredi v okoli vrtu prestalo byt vhodne pro urcite druhy zivocichu (napriklad ryby) a zacalo byt vhodnejsi pro jine druhy zivocichu (bakterie ktere se zivi ropou). Pokud by unik trval, vytvorila by se po urcite dobe rovnovaha a druhova skladba by se prizpusobila prostredi, stejne jako je tomu prakticky kdekoliv jinde na svete.

Jediny druh ktery notoricky dela problemy je clovek protoze se odmita prizpusobit a nechce akceptovat treba fakt ze plaz u ktere leta zije se zmenila a neni uz vhodna pro turisty jako byla driv.

Ne, rozhodne si nemyslim ze to meli nechat byt a cekat az se to samo zahoji, predchozi odstavec je trochu nadsazka. Jen si myslim ze i v pripade ze by jedina moznost byla cekat az to vsechno vytece tak by to pro zivot na zemi jako celek stejne prakticky nic neznamenalo.

Odpovědět

Autorka zapoměla na Kuvajt

Miroslav Stuchlík,2010-08-30 19:51:09

tam údajně vyteklo ropy asi 2x tolik než v Mexickém zálivu. A zcela úmyslně, tady to byla "pouze" nedbalost.

Odpovědět


Dagmar Gregorova,2010-08-30 20:09:37

Děkuji za připomínku.
Wikipedia na stránce http://en.wikipedia.org/wiki/Oil_spill
uvádí 2 až 6 milionů barelů, jinde (http://www.parstimes.com/environment/pg_pollution.html) se píše o 8 milionech barelů. Nevím, jestli je někde přesnější odhad, ve válce v Perském zálivu to asi nikdo "neměřil". Zkusím vyhledat nejčastěji uváděný údaj, případně doplním.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni


















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace