science >> Wetenschap >  >> Natuur

Biologische afbraak van olie geremd in diepzeesedimenten

De Deepwater Horizon brandde in 2010. Credit:US Coast Guard

De afbraaksnelheid van olie was langzamer in het donkere en koude water van de diepten van de Golf van Mexico dan bij oppervlakteomstandigheden, volgens een internationaal team van geowetenschappers die proberen te begrijpen waar de olie naartoe is gegaan tijdens de olieramp met Deepwater Horizon.

"Er is geen echt precedent voor de Deepwater Horizon aangezien de meeste eerdere grote lekkages in ondiepe, kustwateren, " zei Uyen Nguyen, een doctoraatsstudent in biogeochemie aan Penn State. "Niemand wist echt hoe lang het zou duren voordat olie biologisch afbreekt in de diepzee waar het koud is. donker, en onder hoge druk - factoren die het microbiële metabolisme vertragen."

Natuurlijk voorkomende bacteriën en microben verbruikten naar schatting 12 tot 25 procent van de 210 miljoen gallons olie die vrijkwam tijdens de Deepwater Horizon-ramp. Dit gebeurde door biologische afbraak.

Bij het onderzoek werden hogedruklaboratoria van de Technische Universiteit van Hamburg in Duitsland gebruikt om de tijdens lekkages aanwezige diepzeecondities te simuleren. De onderzoekers plaatsten sediment- of watermonsters en olie uit de Golf van Mexico gedurende 18 dagen in reactoren met variërende drukken en temperaturen om te reageren. Daarna, ze stuurden de monsters naar Penn State om te analyseren hoe specifieke verbindingen van olie, zoals polycyclische aromatische koolwaterstoffen en n-alkanen, afgebroken als gevolg van natuurlijk voorkomende bacteriën. Ze rapporteren hun resultaten in een recent nummer van PLOS EEN .

Hogedrukreactoren aan de Technische Universiteit van Hamburg (TUHH) simuleerden diepzeecondities van biologische afbraak. De resultaten van de experimenten werden naar Penn State University gestuurd voor chemische analyse. Krediet:C-IMAGE-consortium

Aanvullende bevindingen van de studie schatten dat volledige afbraak van n-alkanen, een belangrijke verbinding in olie, 42 dagen zou duren in sedimenten dieper dan 3280 voet en 19 dagen op ondiepe locaties, onder optimale voedingscondities. De onderzoekers ontdekten dat de biologische afbraaksnelheid van olie met 4 procent afnam voor elke 328 voet toename van de waterdiepte.

"Een grote olieramp, zoals die veroorzaakt door het ongeluk met de Deepwater Horizon, kan niet worden gezien als een lokaal probleem, aangezien het potentieel een effect heeft over tientallen jaren en over grenzen en continenten heen, " zei Gabriela Valladares-Juarez, een onderzoeker van de Technische Universiteit van Hamburg.

Terwijl de olieramp met Deepwater Horizon plaatsvond op een diepte van meer dan 5, 000 voet, diepe olieboringen in de Golf van Mexico gaan door. Biologische afbraak van olie op een diepte 5, 000 voet of meer wordt met 60 procent verminderd in vergelijking met die bij oppervlaktetemperatuur en -druk. Deze huidige uitbreiding van olie-exploratie naar diepere wateren vergroot het risico op lekkages omdat het effect van de druk op de biologische afbraak in de toekomst groter zal zijn.

"Het begrip van biologische afbraak van olie onder diepzeeomstandigheden is van groot belang, aangezien door meer en uitgebreide diepzeeboringen in de toekomst meer olielozingen in de diepzee zullen plaatsvinden, en biologische afbraak is tot nu toe het enige mechanisme dat de olie in de diepzee verwijdert, " zei Rudolf Müller, Technische Universiteit Hamburg. "Daarom, het begrip van dit proces is cruciaal voor het begrijpen en voorspellen van wat er met de olie gebeurt in het geval van een toekomstige lekkage in de diepzee. Dit onderzoek draagt ​​bij aan dit inzicht."