Klompen verweerde ruwe olie ter grootte van een golfbal, afkomstig van de Deepwater Horizon-catastrofe in 2010, kunnen tientallen jaren begraven blijven op de zandstranden aan de Golfkust. volgens een nieuwe studie door ecologen aan de Florida State University.

In een artikel gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten , FSU-hoogleraar oceanografie Markus Huettel en afgestudeerde student Ioana Bociu onthulden dat deze grote klompen olie en zand - sediment-olie-agglomeraten genoemd - minstens 30 jaar nodig hebben om te ontbinden.

"Deze olie bevat stoffen die schadelijk zijn voor het milieu en voor de mens, Huettel zei. "Het is van cruciaal belang om het lot van deze begraven olie te begrijpen, omdat het lange tijd kan aanhouden."

Olie uit de Deepwater Horizon-lekkage verontreinigde naar schatting 965 kilometer zandstranden langs de kust van de Golf van Mexico. Delen van die olie werden snel verwijderd:uit eerder onderzoek uitgevoerd door Huettel, zijn collega Joel Kostka van het Georgia Institute of Technology, bleek dat kleinere van Deepwater Horizon afgeleide oliedruppeltjes werden afgebroken door in zand levende microben, of doordringende microscopische organismen, binnen slechts een jaar na het aanspoelen.

Naast de snelle afbraak van kleinere druppeltjes, aanzienlijke hoeveelheden grotere oliedeeltjes werden geëxtraheerd door ingrijpende mechanische opgravingsinspanningen. Maar deze spieropruimingsoperaties waren niet in staat om alle schadelijke olie op te graven, waarvan sommige tot 70 centimeter diep in het zand waren begraven.

Om te onderzoeken wat er met de resterende olieverontreinigingen zou kunnen gebeuren, Huettel en zijn team voerden een driejarig experiment uit met sediment-olie-agglomeraten begraven in het witte zand van Pensacola Beach in het noordwesten van Florida.

Ze ontdekten dat deze begraven klompen olie en sediment, meestal met een diameter van minder dan 10 centimeter, duurt ongeveer drie decennia om volledig te ontbinden - als gevolg van hun kleinere oppervlakte / volumeverhoudingen en de beperkte zuurstof, vocht en voedingsstoffen beschikbaar voor hun levende microben.

Terwijl klompjes ter grootte van een golfbal de meest voorkomende agglomeraten waren die langs de stranden van de Golfkust werden begraven, ander, meer extreme verontreinigingen die door de onderzoekers zijn ontdekt, zouden nog langere perioden nodig hebben om volledig te worden afgebroken.

"Na de lekkage van Deepwater Horizon, we vonden sediment-olie-agglomeraten op Pensacola Beach die zo groot waren als een kantoorprinter, en nog groter, ' zei Huettel. 'Na de begrafenis, deze zouden veel langer op het strand blijven dan onze agglomeraten ter grootte van een golfbal."

Dertig jaar van begraven tot volledige ontbinding lijkt misschien een gevaarlijk langdurige periode van verval, maar Huettels studie toonde aan dat zonder de unieke ecologische eigenschappen van een zandstrand, dezelfde agglomeraten ter grootte van een golfbal zouden er meer dan 100 jaar over doen om af te breken.

Dat, Huettel zei, onderstreept de cruciale biokatalytische filterrol van strandzand, die hij vergeleek met zandfilters voor waterzuivering, zwembaden of aquaria.

"Het door microben gekoloniseerde strandzand dat door de golven naar de kust wordt gespoeld, functioneert op een vergelijkbare manier en kan dus zeer grote hoeveelheden water reinigen, " hij zei.

Verderop op het strand, buiten het bereik van brekende golven, regelmatige getijdenschommelingen van het grondwater spelen een even belangrijke rol. Als het grondwaterpeil daalt, warm, zuurstofrijke lucht wordt het zand in gezogen, voedende olie-afbrekende microben en stimuleren van hun biologische afbraakactiviteit. Als het grondwater stijgt, vochtigheid, wat essentieel is voor biologische afbraak, wordt getransporteerd naar de microben, en kooldioxide als gevolg van die biologische afbraak wordt uitgestoten.

"Het strand, ademen in getijderitme, kan dus worden vergeleken met een groot organisme dat de organische stof, inclusief olie, aeroob 'verteert' door zuurstof in te ademen en koolstofdioxide uit te ademen, " zei Huettel. "De schijnbare reinheid van het zand waarvan we allemaal genieten als we naar het strand gaan, is een weerspiegeling van het effectieve biokatalytische afbraakproces op het strand dat afbreekbaar materiaal in relatief korte tijd verwijdert."

Zonder dit natuurlijke "ademhalingsproces", olieagglomeraten en ander giftig materiaal zouden zich ophopen op het strand, de ecologie van het gebied en de rottende kustwateren in gevaar brengen.

Echter, het biokatalytische zandfilter is niet onfeilbaar.

Als de lading organische en anorganische deeltjes onhoudbaar groeit, eens zo ongerept strand en kustzand kan een modderige puinhoop worden, ondoordringbaar voor zuurstof en daarom onherbergzaam voor aerobe afbraakproducten. Deze ecologische achteruitgang kan leiden tot hypoxische zones - gebieden zonder zuurstof - die over de hele wereld steeds vaker voorkomen.

"Het beschermen van de stranden is daarom van cruciaal belang voor het behoud van een gezond kustmilieu, ' zei Huettel.