Voor elk vat bitumen dat in Alberta wordt gewonnen, er wordt ongeveer 1,5 ton niet-recycleerbaar afvalvolume geproduceerd. Alleen al in 2019, er werden naar schatting 1,5 miljoen vaten residuen geproduceerd, wat vijf tot tien jaar zou duren om op te ruimen en terug te keren naar het landschap.

Vanaf 2017, meer dan 1,2 miljard kubieke meter vloeibare residuen hebben zich opgehoopt in de noordelijke boreale bossen van Alberta, genoeg om de hele provincie onder meer dan 1,8 meter vloeibaar afvalmateriaal te begraven.

Tailings vertegenwoordigen de grootste aansprakelijkheid voor de oliezanden. Een onderzoek door de Alberta Energy Regulator schat dat de totale kosten voor het opruimen van olie- en mijnbouwfaciliteiten ongeveer $ 130 miljard bedragen en critici hebben hun bezorgdheid geuit dat deze kosten bij een economische neergang op de schouders van de belastingbetalers zouden kunnen komen te liggen.

Toch blijven exploitanten van oilands zich inzetten voor het herstel van de boreale bossen die zijn verstoord door mijnbouwactiviteiten. Als onderzoeker die sanering en biotechnologie bestudeert, Ik werk samen met de industrie en medewerkers om oplossingen te ontwikkelen die zullen helpen bij het opruimen van de enorme hoeveelheid residuen die momenteel zijn opgeslagen in het oliezandgebied, inclusief op de natuur gebaseerde benaderingen van terugwinning.

Waarom is terugwinning zo uitdagend?

Oliezandresiduen zijn een mengsel van water, gesuspendeerd zand, klei en restbitumen. Ze zijn het bijproduct van de behandeling van gemalen erts met heet water om het ingesloten bitumen vrij te maken.

De residuen worden opgeslagen in vijvers, waar het zwaardere materiaal snel naar de bodem zakt, water vrijmaken voor hergebruik in het extractieproces. De overige fijne vaste stoffen, zoals klei, blijven bezinken en toenemen in dichtheid totdat het materiaal droog genoeg is om te worden gebruikt in het teruggewonnen landschap - een proces dat tot 150 jaar kan duren als het onbehandeld blijft.

Rond de kleideeltjes vormt zich een schil van water, voorkomen dat ze met elkaar in contact komen en dat ze geschorst kunnen blijven, zelfs als grotere deeltjes bezinken. Deze suspensie kan dun zijn, zoals chocolademelk, of dik, zoals pudding. Het water moet worden verwijderd zodat het materiaal kan worden gebruikt om lege mijnputten te vullen en het gewicht van het schone zand en de bovengrond te ondersteunen die nodig zijn om het landschap terug te winnen. Je kunt geen bos planten op een fundament van pudding.

Als de begraven residuen te vloeibaar zijn, de grond zal onstabiel zijn. Er worden momenteel verschillende technologieën gebruikt om water uit residuen te verwijderen, zoals waterscheidende polymeren en gigantische centrifuges, echter, deze zijn niet kosteneffectief gezien de enorme hoeveelheid opgeslagen residuen en kunnen nog steeds niet genoeg water verwijderen voor terugwinning.

Op de natuur gebaseerde oplossingen

In de afgelopen 20 jaar, wetenschappers hebben aanzienlijke vooruitgang geboekt bij het onderzoeken hoe de natuur kan helpen bij het oplossen van door de mens veroorzaakte problemen, zoals landverstoringen. Dit omvat verschillende onderzoeken naar de plantengroei op oliezandresiduen en het potentieel om planten te gebruiken om het probleem met het volume van de residuen aan te pakken.

Planten zijn zeer effectief in het opzuigen van ingesloten water uit de ondergrond en het afgeven aan de omgeving in een proces dat verdamping wordt genoemd. Bijvoorbeeld, van populieren die in de grond groeien, is gemeld dat ze tussen de zes liter en 757 liter water per dag transpireren, afhankelijk van de grootte en staat van de boom. Echter, residuen zijn niet bijzonder gastvrij voor plantengroei omdat ze voedingsstoffen zoals stikstof kunnen missen en vaak koolwaterstoffen bevatten, nafteenzuren, zouten en zware metalen.

Oilsands-exploitanten streven ernaar om de introductie van niet-inheemse plantensoorten in het noorden van Alberta te voorkomen om verdere verstoring van het ecosysteem te voorkomen. Dit beperkt de selectie van planten tot winterharde boreale soorten, die vaak niet dezelfde kracht delen als de snelgroeiende, invasieve soorten. Onderzoek suggereert, echter, dat de toevoeging van plantengroeibevorderende supplementen kan helpen bij het overwinnen van enkele van de uitdagingen waarmee inheemse soorten worden geconfronteerd.

In een recent door de industrie gefinancierd onderzoek die in afwachting is van publicatie in een peer-reviewed tijdschrift, we ontdekten dat het combineren van een eiwitrijke verbinding, hydrochar genaamd, met een verzameling verschillende soorten bacteriën, de beschikbare voedingsstoffen voor de planten verhoogde, inclusief stikstof, en bevorderden hun groei op residuen.

Hoe meer de planten groeiden, hoe droger — en vaster — de residuen werden. Na 3,5 maand, de planten hadden niet alleen het afval uitgedroogd, ze hadden ze verrijkt met organisch materiaal zoals wortelvezels, en verbeterde de structuur van de vaste stoffen van de residuen door organische moleculen uit te scheiden. Het eindresultaat waren residuen die meer op aarde leken dan op gedroogde klei.

Deze proof-of-concept studie was beperkt tot een groot, openluchtkasexperiment, maar het concept heeft aan kracht gewonnen binnen de bredere industrie. Veldproeven zijn gepland voor 2023, waarbij inheemse boreale plantensoorten zouden worden gebruikt om residuen te drogen in een kleine, experimentele afvalput voorafgaand aan terugwinning. Exploitanten financieren ook onderzoek waarbij drones en drijvende eilanden worden gebruikt om te kijken hoe zaailingen kunnen worden ingezet op afvalputten die worden voorbereid op sluiting.

Hoewel er nog werk aan de winkel is voordat de oliezandindustrie planten kan gebruiken om het water uit de residuen te verwijderen, er is nog veel potentieel. Een op planten gebaseerde saneringsstrategie is een passieve technologie, waardoor het een potentieel kosteneffectief instrument wordt dat het aansprakelijkheidsrisico van exploitanten van oilands en Canadezen kan verminderen door de terugwinningssnelheid in de oilands-regio te verhogen.

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