Hvorfor forskere med vilje spildte olie i en canadisk sø

Canada sidder på den tredjestørste oliereserve i verden. Det meste er i Alberta -oliesandene, hvor virksomheder udvinder bitumen, en rå olie med konsistensen af ​​jordnøddesmør.

For at få olien til at passere gennem rørledninger, petroleumsingeniører blander olien med lettere komponenter - normalt biprodukter fra naturgasproduktion - for at fortynde og flydende bitumen. Denne blanding kaldes kort fortyndet "fortyndet bitumen" eller dilbit.

Alberta er uden land. For at nå raffinaderier og det internationale marked, dilbit transporteres gennem et netværk af rørledninger og jernbaner over store landområder, fyldt med søer, floder og vådområder.

Men olieledninger kan lække eller briste, og spild deres indhold i miljøet. I juli 2010, for eksempel, en Enbridge -rørledning i Marshall, Mich., spildte mindst tre millioner liter dilbit i Kalamazoo -floden, heraf anslået 680, 000 liter sank.

Spørgsmålene om spild inden for landet er ikke nye. De er mere almindelige end marine spild, men ofte overset eller urapporteret. Generelt, vi ved meget mindre om, hvordan olieudslip påvirker ferskvandsøkosystemer end havet og, når det kommer til dilbit -spild, vi ved endnu mindre.

At finde ud af, vores forskergruppe spildte omhyggeligt dilbit i mini-søer for at afdække oliens virkelige reaktioner og dens indvirkning på vandlevende organismer.

Genskaber et ferskvand olieudslip

Vi skabte minisøer med 1, 400 liters tanke, fyldt med sediment, vand og det naturlige samfund af mikroskopisk plankton hentet fra en sø på det canadiske boreale skjold. Vi spildte derefter en nedskaleret mængde dilbit-mindre end to liter-i "søen".

Vi lod tankene udsættes for sollys, temperaturændringer og vejr, mens vi overvågede viskositeten og densiteten af ​​olieflet på overfladen af ​​vandet. Disse parametre er vigtige for at forstå, hvornår olien kan synke, og hvordan den kan renses. Vi sporede også olien under overfladen, dens kemiske sammensætning og dens indvirkning på planktonet der bor.

Råolie flyder, fordi den er mindre tæt end vand, tillader spildt olie at blive skummet af vandoverfladen. Men det er ikke altid sandt for tung canadisk råolie.

Dilbit kan synke under visse forhold, såsom en turbulent flod med en masse suspenderet sediment og andre partikler. Disse partikler kan binde sig til olien og gøre den tættere, som det skete på Kalamazoo -floden i 2010.

Tidligere forskning ved hjælp af bølgetanke har antydet, at dilbit ikke ville synke i en sø. Andre undersøgelser af reagensglas har vist, at dilbit kan synke, men kun når den blandes kraftigt med meget mere suspenderet sediment end hvad der typisk opleves i naturen.

Vores forskning viste, at efter kun en dag, dilbit blev for tyktflydende til, at konventionelle oprydningsmetoder kunne fungere godt. Da det regnede otte dage efter vores eksperimentelle spild, dilbit slicks brød op, og omkring halvdelen af ​​dem sank til sedimentet i disse mini-søer.

Konsekvenser for oprensning af olieudslip

Efter et olieudslip i vand, oprydningspersonale bruger bomme, skimmere og nogle gange endda ild for at fjerne den spildte olie fra vandoverfladen. Intet af dette er muligt, hvis olien synker.

For at rense nedsænket olie, den nedsænkede olie og sediment skal graves op. Denne invasive fjernelse er både dyr og kan yderligere skade et økosystem ved at fjerne hele lokalsamfund, der bor i sedimentet og re-suspendere olie tilbage til vandsøjlen. Sinking øger oprydningsomkostninger og tidslinjer betydeligt og reducerer genopretning.

Hvis den spildte dilbit bliver for tyktflydende, konventionelle skimmere fungerer ikke godt, men hvis den bliver for tæt, synker den.

Vores resultater viser, at dilbit kan synke i søer givet nok tid, og fremhæve behovet for at overveje forskellige vejrscenarier i risikovurderinger.

Livet under en oliepind

Plankton er mikroskopiske organismer, der danner grundlaget for næringsnettet, der understøtter fiskebestande. De er også ganske følsomme over for miljøændringer, såsom et dilbitudslip, hvilket gør dem til en ideel gruppe at studere.

Vi fandt ud af, at dilbitudslip reducerede den samlede mængde af zooplankton og alger i vandet, men ikke alle arter blev påvirket i samme grad.

Nogle alger viste tegn på bedring efter dilbiten sank, men zooplankton virkede mere følsom på lang sigt. Større zooplankton er en vigtig føde til fisk, så hvis deres antal falder i en længere periode, fisk kunne sulte. Vores første undersøgelse varede 11 dage, så vi ved ikke, om dette ville ske.

Bakteriel overflod, på den anden side, øget efter dilbitudslippet. Sammensætningen af ​​bakteriesamfundet skiftede til at omfatte flere olieædende mikrober, hvilket kunne bidrage til at afbøde nogle af virkningerne af restolie.

Vi har set dette før i havet. Efter olieoliespild, bakterieopblomstringer af oliespisende mikrober er almindelige.

Olienedbrydning af bakterier giver et løfte om en vis afhjælpning efter spild, men er sandsynligvis ikke en sølvkugle, især til tunge olier som dilbit. Efter et dilbitudslip, de fleste af de tungeste olieforbindelser, der indeholder naturlig bitumen, vil sandsynligvis stadig forblive, da oliespisende mikrober foretrækker lettere, mere tilgængelig olie.

Forskning på vej ned

Vi ved, at spild af ferskvand i dilbit kan have forskellige konsekvenser for oprydning og dramatisk kan påvirke vandlevende på kort sigt, men vi mangler stadig at forstå de langsigtede virkninger af dilbit i forskellige miljøer og spildstørrelser.

I 2018, vi gennemførte en større undersøgelse ved hjælp af in-lake indhegninger ved IISD-Experimental Lakes Area, en forskningsfacilitet i det nordvestlige Ontario, der er verdenskendt for at være vært for eksperimenter i hele søer. Forskning fra disse eksperimentelle søer har formet politikker for vandkvalitet, såsom sur regn og fosfater, ved at give mere præcise svar end dem, der kommer fra et laboratorium reagensglas.

Imidlertid, i modsætning til typiske hele søstudier, vi frigav ikke bare dilbit i en enkelt sø. Ved at bruge store indhegninger i søen, vi skabte syv forskellige spildstørrelser, ved hjælp af flere niveauer af olieindeslutning for at forhindre et forsætligt olieudslip i at blive en frygtelig ulykke.

Sidste sommer, en opfølgende undersøgelse evaluerede forskellige muligheder for olieoprydning i en ferskvandssø ved hjælp af lignende indhegninger i søen for at finde ud af, hvilke metoder der fungerer bedst. Kombineret, resultaterne af disse undersøgelser vil hjælpe med at informere risikovurderinger for dilbitudslip, oprydningsmetoder, miljøpolitik og forhåbentlig afbøde virkningerne af fremtidige spild.

Ingen ønsker et olieudslip i deres baghave, men nogle gange er det bedst at forstå disse ulykker gennem små kontrollerede spild.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.