Canada ligt op de op twee na grootste oliereserve ter wereld. Het meeste bevindt zich in de oliezanden van Alberta, waar bedrijven bitumen winnen, een ruwe olie met de consistentie van pindakaas.

Om de olie door pijpleidingen te laten stromen, petroleumingenieurs mengen de olie met lichtere componenten - meestal bijproducten van de aardgasproductie - om het bitumen te verdunnen en vloeibaar te maken. Dit mengsel wordt "verdund bitumen" of kortweg dilbit genoemd.

Alberta is ingesloten. Om raffinaderijen en de internationale markt te bereiken, dilbit wordt vervoerd via een netwerk van pijpleidingen en spoorwegen over uitgestrekte stukken land, bezaaid met meren, rivieren en moerassen.

Maar oliepijpleidingen kunnen lekken of scheuren, en hun inhoud in het milieu morsen. In juli 2010, bijvoorbeeld, een Enbridge-pijpleiding in Marshall, Mich., minstens drie miljoen liter dilbit in de Kalamazoo-rivier heeft gemorst, waarvan naar schatting 680, 000 liter zonk.

De problemen van lekkages in het binnenland zijn niet nieuw. Ze komen vaker voor dan lekkages op zee, maar worden vaak over het hoofd gezien of niet gemeld. Over het algemeen, we weten veel minder over de gevolgen van olielozingen voor zoetwaterecosystemen dan de oceaan en, als het gaat om het morsen van dilbit, we weten nog minder.

Er achter komen, ons onderzoeksteam heeft zorgvuldig dilbit in mini-meren gemorst om de echte reacties van de olie en de impact ervan op het waterleven te ontdekken.

Een zoetwaterolielek nabootsen

We hebben mini-meren gemaakt met 1, 400 liter tanks, gevuld met meersediment, water en de natuurlijke gemeenschap van microscopisch plankton teruggewonnen uit een meer op het Canadese boreale schild. Vervolgens hebben we een verkleinde hoeveelheid dilbit - minder dan twee liter - in het 'meer' gemorst.

We lieten de tanks blootgesteld aan zonlicht, temperatuurveranderingen en het weer terwijl we de viscositeit en dichtheid van de olievlek op het wateroppervlak bewaakten. Deze parameters zijn belangrijk om te begrijpen wanneer de olie kan zinken en hoe deze kan worden opgeruimd. We hebben ook de olie onder de oppervlakte gevolgd, de chemische samenstelling en de impact ervan op het plankton dat daar leeft.

Ruwe olie drijft omdat het minder dicht is dan water, waardoor gemorste olie van het wateroppervlak kan worden afgeroomd. Maar dit geldt niet altijd voor zware Canadese ruwe olie.

Dilbit kan onder bepaalde omstandigheden zinken, zoals een turbulente rivier met veel zwevend sediment en andere deeltjes. Deze deeltjes kunnen zich aan de olie binden en deze dichter maken, zoals gebeurde op de Kalamazoo-rivier in 2010.

Eerder onderzoek met golftanks heeft gesuggereerd dat dilbit niet in een meer zou zinken. Andere onderzoeken in reageerbuizen hebben aangetoond dat dilbit kan zinken, maar alleen wanneer krachtig gemengd met veel meer gesuspendeerd sediment dan wat typisch wordt ervaren in de natuur.

Ons onderzoek toonde aan dat na slechts één dag, dilbit werd te stroperig voor conventionele schoonmaakmethoden om goed te presteren. Toen het acht dagen na onze experimentele lekkage regende, de dilbit-slicks braken uiteen en ongeveer de helft zonk naar het sediment in deze minimeren.

Gevolgen voor het opruimen van olielekkages

Na een olieramp in het water, schoonmaakploegen gebruiken gieken, skimmers en soms zelfs vuur om de gemorste olie van het wateroppervlak te verwijderen. Niets van dit alles is mogelijk als de olie zinkt.

Om gezonken olie op te ruimen, de ondergedompelde olie en sediment moeten worden opgegraven. Deze invasieve verwijdering is duur en kan een ecosysteem verder schaden door hele gemeenschappen die in het sediment leven te verwijderen en olie terug naar de waterkolom te resuspenderen. Zinken verhoogt aanzienlijk de opruimkosten en tijdlijnen en vermindert het herstel.

Als het gemorste dilbit te stroperig wordt, conventionele skimmers werken niet goed, maar als het te dik wordt, zinkt het.

Onze resultaten laten zien dat dilbit in meren kan zinken als er genoeg tijd is. en benadrukken de noodzaak om bij risicobeoordelingen rekening te houden met verschillende weerscenario's.

Leven onder een olievlek

Plankton zijn microscopisch kleine organismen die de basis vormen van het voedselweb dat de vispopulaties ondersteunt. Ze zijn ook vrij gevoelig voor veranderingen in het milieu, zoals een lekkage van dilbit, waardoor ze een ideale groep zijn om te studeren.

We ontdekten dat het morsen van dilbit de totale hoeveelheid zoöplankton en algen in het water verminderde, maar niet alle soorten werden in dezelfde mate aangetast.

Sommige algensoorten vertoonden tekenen van herstel nadat de dilbit was gezonken, maar zoöplankton leek op de lange termijn gevoeliger. Groter zoöplankton is een belangrijk voedsel voor vissen, dus als hun aantal voor een langere periode daalt, vissen kunnen verhongeren. Onze eerste studie duurde 11 dagen, dus we weten niet of dit zou gebeuren.

Bacteriële overvloed, anderzijds, toegenomen na de dilbit-morsing. De samenstelling van de bacteriële gemeenschap verschoof naar meer olie-etende microben, die zou kunnen helpen een deel van de impact van restolie te verminderen.

We hebben dit eerder gezien in de oceaan. Na olierampen op zee, bacteriële bloei van olie-etende microben komen vaak voor.

Afbraak van olie door bacteriën belooft wat herstel na morsen, maar is waarschijnlijk geen wondermiddel, speciaal voor zware oliën zoals dilbit. Na een lekkage, de meeste van de zwaarste aardolieverbindingen die natuurlijk bitumen bevatten, zullen waarschijnlijk nog overblijven, omdat olie-etende microben de voorkeur geven aan lichter, meer toegankelijke olie.

Onderzoek in de pijplijn

We weten dat het morsen van zoetwaterdilbit verschillende gevolgen kan hebben voor het opruimen en op korte termijn een dramatische invloed kan hebben op het waterleven. maar we moeten nog steeds de langetermijneffecten van dilbit in verschillende omgevingen en lekkages begrijpen.

in 2018, we hebben een grotere studie uitgevoerd met behulp van in-meer omhuizingen in het IISD-Experimental Lakes Area, een onderzoeksfaciliteit in het noordwesten van Ontario die wereldberoemd is vanwege het hosten van experimenten in hele meren. Onderzoek van deze experimentele meren heeft het waterkwaliteitsbeleid gevormd, zoals zure regen en fosfaten, door nauwkeurigere antwoorden te geven dan die uit een laboratoriumreageerbuis.

Echter, in tegenstelling tot typische studies over het hele meer, we hebben niet zomaar dilbit in een enkel meer losgelaten. Door gebruik te maken van grote behuizingen in het meer, we hebben zeven verschillende morsgroottes gemaakt, het gebruik van meerdere niveaus van olie-insluiting om te voorkomen dat een opzettelijke olieramp een vreselijk ongeluk wordt.

Vorige zomer, een vervolgstudie evalueerde verschillende opties voor het opruimen van olie in een zoetwatermeer met behulp van vergelijkbare in-meer omheiningen om erachter te komen welke methoden het beste werken. gecombineerd, de resultaten van deze onderzoeken zullen helpen bij de risicobeoordelingen voor lekkages van dilbit, opruimmethoden, milieubeleid en hopelijk de gevolgen van toekomstige lozingen te verzachten.

Niemand wil een olieramp in zijn achtertuin, maar soms is het nabootsen van deze ongevallen door kleine gecontroleerde lozingen de beste manier om ze te begrijpen.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.