16 Novembre 2021
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In che modo il biorisanamento aiuta le fuoriuscite di petrolio?

Spiaggia delle Mauritius (Wikimedia Commons)

Il 25 luglio 2020 la nave petrolifera giapponese MV Wakashio andò fuori rotta e colpì una barriera corallina al largo della costa della nazione insulare di Mauritius. La collisione ha spezzato la nave a metà e ha rilasciato 1.000 tonnellate di petrolio nell’Oceano Indiano. Questa fuoriuscita di petrolio è un’altra iterazione di una crisi ambientale fin troppo familiare.

Dal momento che la maggior parte del petrolio mondiale è trasportato via mare, gli ecosistemi marini sopportano il maggior danno delle fuoriuscite di petrolio. Il petrolio, che si disperde rapidamente nell’acqua, danneggia la vita marina in molti modi. L’inquinamento da petrolio interrompe importanti sistemi biologici come la riproduzione, la funzione degli organi e altri processi fisiologici e chimici. Il petrolio ricopre anche le piume degli uccelli e la pelliccia dei mammiferi, riducendo le loro proprietà di isolamento e galleggiamento. Questo tipicamente causa la morte di massa degli animali marini, alterando le reti alimentari e riducendo la biodiversità.

Il 7 agosto, le autorità delle Mauritius hanno dichiarato lo “stato di emergenza ambientale” mentre gli isolani cercavano di determinare come rimediare alla fuoriuscita di petrolio e preservare le barriere coralline della loro nazione, le lagune incontaminate e la ricca biodiversità. Anche se non c’è una soluzione facile per ripulire una fuoriuscita di petrolio, la tecnologia di biorisanamento può fornire un eroe improbabile: i batteri.

I batteri sono ovunque. Un millilitro di acqua dell’oceano contiene milioni di microbi, un cucchiaino di terra ha tra 100 milioni e 1 miliardo di batteri, e il nostro corpo è abitato da trilioni di batteri che arrivano fino a 6 libbre. Di solito ci concentriamo sui lati negativi dei

batteri come l’avvelenamento da cibo, lo streptococco alla gola o la peste bubbonica. Tuttavia, la maggior parte delle specie batteriche sono innocue, e molte sono addirittura essenziali per la vita sulla terra.

Immagine al microscopio elettronico di specie Pseudomonas di Janice Haney Carr

Immagine al microscopio elettronico di Pseudomonas specie di Janice Haney Carr

I batteri sono particolarmente utili in seguito a una fuoriuscita di petrolio, perché molte specie hanno la capacità unica di metabolizzare gli inquinanti come il petrolio e scomporli in composti più sicuri ed ecologici. Questo è un vantaggio sia per i nostri oceani che per i batteri; i batteri usano i composti del petrolio come fonte di energia e carbonio, e in cambio rimuovono gli inquinanti nocivi dall’acqua. Gli scienziati hanno identificato 79 generi di batteri che possono metabolizzare gli idrocarburi del petrolio, e molte specie appartenenti a questi generi sono state osservate riunirsi naturalmente nei luoghi delle fuoriuscite di petrolio.

Quindi perché preoccuparsi di pulire le fuoriuscite di petrolio se i batteri stanno già facendo il lavoro?

La biodegradazione naturale del petrolio è un processo lungo per due motivi. In primo luogo, metabolizzare il petrolio è un processo ad alta intensità energetica, quindi i batteri richiedono ambienti estremamente ricchi di nutrienti per degradare gli inquinanti. Le fuoriuscite di petrolio di solito si verificano nella zona intertidale, dove i nutrienti disciolti vengono rapidamente lavati via. Le spiagge forniscono anche un’ulteriore sfida al biorisanamento naturale delle fuoriuscite di petrolio perché l’ossigeno diventa scarso solo pochi centimetri sotto la superficie, e il metabolismo dei batteri è generalmente più efficiente in condizioni aerobiche. In secondo luogo, la maggior parte dei batteri può utilizzare solo componenti selezionati degli idrocarburi del petrolio. Di conseguenza, sono necessarie diverse specie di batteri per scomporre completamente il petrolio.

Biodegradazione dell’olio di petrolio (Wikimedia Commons)

I bioingegneri hanno cercato modi per accelerare il tasso di degradazione microbica del petrolio sul sito di una fuoriuscita di petrolio. Un modo in cui questo può essere realizzato è attraverso biostimolazionein cui i nutrienti che promuovono la crescita dei batteri sono aggiunti al sito di una fuoriuscita di petrolio. Le aree che mancano di ossigeno possono essere aerate per migliorare il metabolismo dei batteri. Inoltre, gli scienziati possono aggiungere ulteriori specie di batteri che degradano gli idrocarburi del petrolio a un sito di fuoriuscita di petrolio attraverso il processo di bioaugmentation.

Il biorisanamento può anche essere accelerato creando un “super-insetto” che contiene geni di diversi tipi di batteri che degradano gli idrocarburi petroliferi in modo che una specie di microbo possa abbattere completamente il petrolio versato. Il primo organismo geneticamente modificato brevettato negli Stati Uniti è stato un super-insetto metabolizzatore di petrolio sviluppato da uno scienziato indiano chiamato Ananda Chakrabarty nel 1980. All’epoca, Pseudomonas era l’unico genere di batteri conosciuto per scomporre gli inquinanti. Per fare un Pseudomonas il dottor Chakrabarty ha combinato il DNA di quattro diverse specie di Pseudomonas che degradano il petrolio Pseudomonas per generare una nuova specie chiamata Pseudomonas putida.

Il dottor Chakrabarty ha potuto mettere alla prova la sua invenzione nel 1989, dopo che la petroliera Exxon Valdez ha riversato 11 milioni di galloni di petrolio al largo delle coste dell’Alaska. Il Exxon Valdez è stata bonificata in gran parte applicando nutrienti di azoto e fosforo per stimolare la crescita batterica e poi introducendo lo Pseudomonas creato dal dottor Chakrabarty. Due anni dopo, un’indagine ha trovato che la maggior parte del petrolio era stato rimosso dalla zona e la fuoriuscita di petrolio è stata ufficialmente dichiarata pulita.

Anche se i modelli di pulizia per la fuoriuscita di petrolio delle Mauritius non sono stati completamente decisi, un’apparizione dei nostri alleati batteri e la tecnologia di biorimedio potrebbero essere parte della soluzione.

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Quale fuoriuscita di petrolio ha usato il biorisanamento?

Fuoriuscita Exxon Valdez
Il biorisanamento, ampiamente utilizzato nella fuoriuscita della Exxon Valdez, prevedeva l’aggiunta di fertilizzanti contenenti azoto (N) per accelerare il tasso di biodegradazione del petrolio. La maggior parte degli idrocarburi del petrolio sono altamente insolubili in acqua.

Come si puliscono le fuoriuscite di petrolio?

Tipi di metodi di pulizia delle fuoriuscite di petrolioUtilizzare le barre di petrolio. L’uso delle piattaforme petrolifere è un metodo semplice e popolare per controllare le fuoriuscite di petrolio. … Utilizzo di Skimmer. … Utilizzo di sorbenti. … Bruciare in situ. … Utilizzo di disperdenti. … Acqua calda e lavaggio ad alta pressione. … Utilizzo di lavoro manuale. … Bioremediation.More items…-25-Ago-2021

Cos’è la bonifica delle fuoriuscite di petrolio?

La bonifica potrebbe essere fatta ex situ o in situ attraverso varie tecnologie. Il metodo ex situ implica la rimozione del suolo contaminato e/o dell’acqua per ripulire su un’altra superficie, mentre il metodo in situ si riferisce alla decontaminazione del suolo e/o dell’acqua nel sito dell’inquinamento.

Come aiutano i batteri durante una fuoriuscita di petrolio?

Durante una fuoriuscita di petrolio, questi microbi a bassa densità percepiscono gli idrocarburi e si muovono verso la fonte. Lì fioriscono e si riproducono. … Tuttavia, i ricercatori del GoMRI hanno trovato prove di degradazione anaerobica degli idrocarburi, suggerendo che anche in questi ambienti, i microbi stanno lavorando per scomporre il petrolio versato.

Che tipo di inquinamento è una fuoriuscita di petrolio?

Una fuoriuscita di petrolio è il rilascio di un idrocarburo di petrolio liquido nell’ambiente, specialmente nell’ecosistema marino, dovuto all’attività umana, ed è una forma di inquinamento. Il termine viene solitamente dato alle fuoriuscite di petrolio marine, dove il petrolio viene rilasciato nell’oceano o nelle acque costiere, ma le fuoriuscite possono verificarsi anche sulla terraferma.

I batteri possono mangiare le fuoriuscite di petrolio?

Ci sono specie di batteri marini in diverse famiglie, tra cui Marinobacter, Oceanospiralles, Pseudomonas e Alkanivorax, che possono mangiare i composti del petrolio come parte della loro dieta.

Perché il biorisanamento è un male?

Svantaggi del biorisanamento Se il processo non è controllato, è possibile che i contaminanti organici non vengano scomposti completamente, dando luogo a sottoprodotti tossici che potrebbero essere più mobili della contaminazione iniziale. … Se viene utilizzato un processo ex-situ, il controllo dei composti organici volatili (VOC) può essere difficile.

Il biorisanamento può pulire le fuoriuscite di petrolio?

I batteri possono essere usati per pulire le fuoriuscite di petrolio nell’oceano attraverso il biorisanamento. Batteri specifici possono essere usati per biorimediare contaminanti specifici, come gli idrocarburi, che sono presenti nel petrolio e nella benzina. … Se le piume entrano in contatto con il petrolio, l’uccello marino ingerisce il petrolio mentre cerca di prepararsi.

Le fuoriuscite di petrolio sono difficili da pulire?

Quando la città di Vancouver ha pubblicato uno studio nel 2015 sull’efficacia delle risposte alle fuoriuscite di grandi petroliere o oleodotti lungo la costa meridionale della British Columbia, la conclusione era schietta: “raccogliere e rimuovere il petrolio dalla superficie del mare è un processo impegnativo, sensibile al tempo e spesso inefficace”, anche in …

Le fuoriuscite di petrolio sono un inquinamento?

Una fuoriuscita di petrolio è il rilascio di un idrocarburo di petrolio liquido nell’ambiente, specialmente nell’ecosistema marino, a causa dell’attività umana, ed è una forma di inquinamento.

Il petrolio fa male all’aria?

Inalare le gocce di petrolio e le particelle di petrolio che possono andare nell’aria durante la pulizia può essere irritante per gli occhi, il naso, la gola e i polmoni. Alcune di queste sostanze chimiche possono causare sintomi a breve termine, tra cui vertigini, mal di testa e sintomi respiratori.

Perché la fuoriuscita di petrolio fa male all’ambiente?

Il petrolio fuoriuscito può danneggiare l’ambiente in diversi modi, compresi i danni fisici che hanno un impatto diretto sulla fauna selvatica e sui loro habitat (come il rivestimento di uccelli o mammiferi con uno strato di petrolio), e la tossicità del petrolio stesso, che può avvelenare gli organismi esposti.

Come influiscono le fuoriuscite di petrolio sugli esseri umani?

Le fuoriuscite di petrolio possono anche influenzare la salute umana. … Le persone che ripuliscono la fuoriuscita sono più a rischio. I problemi potrebbero includere irritazione della pelle e degli occhi, problemi neurologici e respiratori, e stress. Non si sa molto sugli effetti a lungo termine delle fuoriuscite di petrolio.

Qual è la più grande fuoriuscita di petrolio della storia?

Deepwater Horizon
Il 20 aprile 2010, la piattaforma petrolifera Deepwater Horizon, che operava nella Prospettiva Macondo nel Golfo del Messico, esplose e affondò causando la morte di 11 lavoratori sulla Deepwater Horizon e la più grande fuoriuscita di petrolio nella storia delle operazioni di perforazione petrolifera marina.

Qual è lo svantaggio del biorisanamento?

Svantaggi del biorisanamento Se il processo non è controllato, è possibile che i contaminanti organici non vengano scomposti completamente, dando luogo a sottoprodotti tossici che potrebbero essere più mobili della contaminazione iniziale. … Se viene utilizzato un processo ex-situ, il controllo dei composti organici volatili (VOC) può essere difficile.

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