Deepwater Horizon-olie begravet i Gulf Coast-strande kan tage årtier at nedbryde biologisk

Klumper på størrelse med golfbolde af forvitret råolie, der stammer fra Deepwater Horizon-katastrofen i 2010, kunne forblive begravet i sandede Gulf Coast-strande i årtier, ifølge en ny undersøgelse foretaget af økologer ved Florida State University.

I et papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskabelige rapporter , FSU professor i oceanografi Markus Huettel og kandidatstuderende Ioana Bociu afslørede, at disse store klumper af olie og sand - kaldet sediment-olie-agglomerater - tager mindst 30 år at nedbryde.

"Denne olie indeholder stoffer, der er skadelige for miljøet og for mennesker, " sagde Huettel. "Det er afgørende at forstå skæbnen for denne nedgravede olie, da det kan vare ved i lange perioder."

Olie fra Deepwater Horizon-udslippet forurenede anslået 965 kilometer sandstrande langs den Mexicanske Golfs kystlinje. Dele af den olie blev hurtigt fjernet:Tidligere forskning udført af Huettel, hans kollega Joel Kostka fra Georgia Institute of Technology, fandt ud af, at mindre oliedråber afledt af Deepwater Horizon blev nedbrudt af sandlevende mikrober, eller gennemtrængende mikroskopiske organismer, inden for blot et år efter vask i land.

Ud over den hurtige nedbrydning af mindre dråber, betydelige mængder af større oliepartikler blev ekstraheret ved fejende mekaniske udgravningsindsatser. Men disse muskeloprydningsoperationer var ikke i stand til at afdække al den skadelige olie, hvoraf nogle var begravet så dybt som 70 centimeter i sandet.

For at undersøge, hvad der kunne blive af de resterende olieforurenende stoffer, Huettel og hans team udførte et tre-årigt eksperiment med sediment-olie-agglomerater begravet i det hvide sand på Northwest Floridas Pensacola Beach.

De fandt ud af, at disse begravede klumper af olie og sediment, normalt måler mindre end 10 centimeter i diameter, det tager omkring tre årtier at nedbryde fuldstændigt - et resultat af deres mindre forhold mellem overfladeareal og volumen og det begrænsede oxygenindhold, fugt og næringsstoffer tilgængelige for deres levende mikrober.

Mens golfboldstørrelse klumper var de mest almindelige agglomerater begravet langs Gulf Coast-strandene, Andet, mere ekstreme forurenende stoffer opdaget af forskerne ville kræve endnu længere perioder for fuldstændigt at blive nedbrudt.

"Efter Deepwater Horizon-udslippet, vi fandt sediment-olie-agglomerater ved Pensacola Beach, der var på størrelse med en kontorprinter, og endnu større, " sagde Huettel. "Efter begravelsen, disse ville forblive på stranden meget længere end vores golfbold-størrelse agglomerater."

Tredive år fra begravelse til fuld nedbrydning kan virke som en farlig langvarig forfaldsperiode, men Huettels undersøgelse viste, at uden de unikke økologiske egenskaber ved en sandstrand, det ville tage mere end 100 år at nedbryde de samme agglomerater i golfboldstørrelse.

At, Huettel sagde, understreger den afgørende biokatalytiske filterrolle af strandsand, som han sammenlignede med sandfiltre brugt til vandrensning, svømmebassiner eller akvarier.

"Det mikrobekoloniserede strandsand, der skylles af bølgerne, der skyller ind på kysten, fungerer på samme måde og kan dermed rense meget store mængder vand, " han sagde.

Længere oppe på stranden, uden for rækkevidde af brydende bølger, regelmæssige tidevandsoscillationer i tidevandet spiller en tilsvarende vigtig rolle. Når grundvandsstanden falder, varm, iltrig luft trækkes ind i sandet, nærer olienedbrydende mikrober og stimulerer deres biologiske nedbrydningsaktivitet. Når grundvandet stiger, fugtighed, som er afgørende for biologisk nedbrydning, transporteres til mikroberne, og kuldioxid som følge af den biologiske nedbrydning udstødes.

"Stranden, vejrtrækning i tidevandsrytme, kan således sammenlignes med en stor organisme, der aerobt 'fordøjer' det organiske stof – inklusive olie – ved at indånde ilt og udånde kuldioxid, " sagde Huettel. "Den tilsyneladende renhed af sandet, som vi alle nyder, når vi går til stranden, er en afspejling af den effektive strand biokatalytiske nedbrydningsproces, der fjerner nedbrydeligt materiale på relativt kort tid."

Uden denne naturlige "vejrtrækningsproces", olieagglomerater og andet giftigt materiale ville samle sig på stranden, kompromitterer områdets økologi og rådner kystvande.

Imidlertid, det biokatalytiske sandfilter er ikke ufejlbarligt.

Hvis belastningen af ​​organiske og uorganiske partikler vokser uholdbart, en gang uberørt strand og kystsand kan blive et mudret rod, uigennemtrængeligt for ilt og derfor ugæstfrit for aerobe nedbrydere. Denne økologiske forringelse kan resultere i hypoksiske zoner - områder, der mangler ilt - som bliver stadig mere almindelige rundt om i verden.

"Beskyttelse af strandene er derfor afgørende for at opretholde et sundt kystmiljø, " sagde Huettel.