In de noordoostelijke hoek van Alberta, genesteld tussen de uitgestrekte bossen en wetlands, ligt een groot zoetwaterdilemma waarmee Canada momenteel wordt geconfronteerd.

Net langs de rivier van Fort McMurray, enorme vijvers strekken zich kilometers ver uit, gevuld met giftig water.

Al decenia, de Canadese oliezandindustrie heeft deze vijvers gevuld met afvalwater van de oliewinning. Het doel van deze vijvers is het opslaan en hergebruiken van water, om de hoeveelheid nieuw water uit de nabijgelegen Athabasca-rivier te verminderen.

Het hergebruik van water voor oliewinning zorgt ervoor dat residubekkens steeds hogere concentraties schadelijke verontreinigingen ophopen. Als zodanig, het water in deze residubekkens is gevaarlijk, en vaak dodelijk naar vogels, vis, kikkers en planten.

Momenteel, er is genoeg slibachtig water om een ​​half miljoen olympische zwembaden te vullen - en dit volume blijft toenemen. Deze enorme hoeveelheid afvalwater heeft de regelgevers in Alberta onlangs ertoe aangezet om het beheer van afvalvijvers te heroverwegen.

Een nieuwe beleidsrichting in Alberta maakt voor het eerst de gecontroleerde afgifte van water uit residubekkens aan het milieu mogelijk. Afvalvijvers worden binnen een bepaald tijdsbestek verwijderd, het verminderen van de aansprakelijkheid dat deze giftige waterlichamen voor onbepaalde tijd in ons landschap blijven.

nieuwe regelgeving, die in 2022 van kracht worden, oliezandenbedrijven in staat stellen 1,3 biljoen liter vloeibaar afval in de Athabasca-rivier te lozen. deze plannen, samen met de onlangs versoepelde regelgeving voor milieumonitoring in Alberta, bezorgdheid uiten over mogelijke schade aan dieren in het wild en mensen die stroomafwaarts van de ontwikkeling van oliezanden leven.

Afvalwater van de oliezanden moet behandelingsprocessen ondergaan voordat het kan worden geloosd. Duidelijk, het vinden van technologieën die dit afvalwater veilig en efficiënt kunnen opruimen, is een dringende prioriteit voor het milieu en de menselijke gezondheid. We hebben een veelbelovende nieuwe technologie getest - titaniumdioxide-microdeeltjes - die kosteneffectief is, duurzaam en efficiënt voor het opruimen van afvalwater uit de oliezanden in Alberta.

Een nieuwe groene technologie

Titaandioxide is een veelgebruikt ingrediënt in veel huishoudelijke producten zoals tandpasta en zonnebrandcrème. Bij plaatsing op microdeeltjes - kleine ronde voorwerpen van glas - kan titaniumdioxide organische chemicaliën in het afvalwater van olie en afvalwater afbreken. De technologie kan chemicaliën met opmerkelijke efficiëntie afbreken:in minder dan 24 uur tijdens laboratoriumtests.

De technologie is recyclebaar en kan meerdere keren worden gebruikt. De microdeeltjes drijven op het wateroppervlak, waardoor ze gemakkelijk te verzamelen zijn door het oppervlaktewater af te schuimen, en dan hergebruiken. In aanvulling, de technologie maakt gebruik van de energie van de zon, waardoor het een duurzamere optie is in vergelijking met meer energie-intensieve methoden.

Met behulp van zonlicht energie, de technologie creëert behandelingschemicaliën, bekend als radicalen, van het water zelf. Deze radicalen breken de giftige organische chemicaliën af, theoretisch schoon water achterlatend. Echter, we wisten niet of de technologie de toxiciteit van oliën en chemicaliën voor levende organismen vermindert, en dus ging ons onderzoeksteam op zoek naar het antwoord op deze vraag.

Werkt het eigenlijk?

De ultieme test van elke afvalwaterbehandeling is of de behandelde producten veilig zijn voor plant en dier. En dus, we hebben getest of microdeeltjes van titaandioxide giftige organische chemicaliën in afvalvijvers, nafteenzuren genaamd, kunnen "uit elkaar schieten", waardoor het water schoon blijft voor vissen. Eerst, we hebben nafteenzuren verdund tot concentraties die in de afvalvijvers van Alberta worden aangetroffen en behandeld met titaniumdioxide. Vervolgens, we hebben vissen blootgesteld aan deze behandelde en onbehandelde chemicaliën om te zien hoe goed de technologie werkte.

Wat we vonden was fascinerend. Niet verrassend, nafteenzuren uit afvalwater van olie en zand dat niet werd behandeld, waren zeer giftig voor vissen. Wanneer viseieren werden blootgesteld aan de onbehandelde nafteenzuren, de meeste eieren stierven voordat ze konden uitkomen.

Toen de nafteenzuren werden behandeld, echter, de onmiddellijke dodelijke effecten waren bijna volledig verdwenen. De technologie verhoogde de overleving van viseieren drastisch.

Deze resultaten zijn opwindend, omdat ze betekenen dat de titaandioxidetechnologie mogelijk kan worden gebruikt om residubekkens in Alberta op te ruimen. Echter, we hebben ook enkele belangrijke informatie gevonden over de technologie waarmee rekening moet worden gehouden voordat deze praktisch kan worden gebruikt.

De titaandioxidetechnologie kan bij verschillende intensiteiten worden gebruikt voor het reinigen van het water in residubekkens. Afhankelijk van het niveau van de behandeling, verschillende hoeveelheden van de giftige chemicaliën in het afvalwater worden afgebroken.

In onze testen, pas toen ten minste 80 procent van de chemicaliën was afgebroken, was het behandelde water niet ronduit dodelijk voor vissen. Wanneer nafteenzuren door de behandeling slechts gedeeltelijk werden afgebroken, we zagen eigenlijk dat subletale effecten, als misvormde harten, kan zelfs toenemen. Dit betekent dat, tenzij het afvalwater grondig wordt behandeld, het kan nog steeds schadelijk zijn voor vissen.

Dus, als deze technologie wordt gebruikt in Alberta, residuen moeten intensief worden behandeld, of we lopen het risico dieren in het wild te schaden.

Ons onderzoek heeft aangetoond dat microdeeltjes van titaniumdioxide een veelbelovende technologie zijn voor het opruimen van de enorme hoeveelheden afvalwater in de afvalvijvers van Alberta. Maar er moet nog meer onderzoek worden gedaan, met name studies die de veiligheid van deze technologie testen op verschillende soorten en levensfasen en op complexere ecologische eindpunten.

Eindelijk, ons onderzoek dient als een waarschuwing dat onjuiste behandeling van afvalwater van olie en afvalwater voordat het in het milieu terechtkomt, kan leiden tot onbedoelde ecologische gevolgen.

Hoe gaan we verder?

Het lijdt geen twijfel dat afvalwater dat wordt geproduceerd en opgeslagen door de Canadese oliezandindustrie een enorm en gecompliceerd probleem is. Hoewel het algemeen bekend is dat residubekkens een aanzienlijk risico vormen voor de natuur en de gezondheid van het milieu, we moeten nog veel vooruitgang zien in het opruimproces. Een nieuwe beleidsrichting in Alberta is verschoven naar de eliminatie van residubekkens, maar het is onduidelijk of we de juiste regelgeving en controleprogramma's hebben om deze eliminatie veilig uit te voeren.

Dit is geen probleem dat snel zal verdwijnen. Een substantiële, langetermijninvesteringen - zowel provinciaal als federaal - moeten worden gedaan in onderzoek, regelgeving en milieumonitoringprogramma's met betrekking tot het plan om opzettelijk afvalwater van olie en afvalwater vrij te geven als we de giftige erfenis van residubekkens serieus willen nemen.

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