Ny teknologi gør spildevand fra oliesandsindustrien mere sikkert for fisk

I det nordøstlige hjørne af Alberta, beliggende blandt skove og vådområder, ligger et stort ferskvandsdilemma, som Canada i øjeblikket står over for.

Lige ned ad floden fra Fort McMurray, massive damme strækker sig i miles, fyldt med giftigt vand.

I årtier, den canadiske oliesandsindustri har fyldt disse damme med spildevand fra olieudvinding. Formålet med disse damme er at lagre og genbruge vand, for at reducere mængden af ​​nyt vand taget fra den nærliggende Athabasca -flod.

Genanvendelse af vand til olieudvinding får haler til at akkumulere højere og højere koncentrationer af skadelige forurenende stoffer. Som sådan, vandet i disse tailings damme er farligt, og ofte dødelig, til fugle, fisk, frøer og planter.

I øjeblikket, der er nok slamlignende vand til at fylde en halv million olympiske svømmehaller-og dette volumen fortsætter med at stige. Denne enorme mængde spildevand har for nylig fået Alberta -tilsynsmyndighederne til at gentænke tailings dam management.

En ny politisk retning i Alberta tillader - for første gang - kontrolleret frigivelse af vand fra afgangsdamme til miljøet. Tailings damme elimineres inden for en bestemt tidsramme, reducere ansvaret for at have disse giftige vandlegemer forblive på vores landskab på ubestemt tid.

Nye regler, der træder i kraft i 2022, give oliesandsvirksomheder mulighed for at frigive 1,3 billioner liter flydende affald til Athabasca -floden. Disse planer, sammen med de nyløste regler for miljøovervågning i Alberta, rejse bekymringer om potentiel skade på dyreliv og mennesker, der lever nedstrøms for oliesandsudvikling.

Spildevand fra oliesandene skal gennemgå behandlingsprocesser, før det kan frigives. Klart, At finde teknologier, der sikkert og effektivt kan rense dette spildevand, er en presserende miljø- og menneskers sundhedsprioritet. Vi testede en lovende ny teknologi-titandioxid-mikropartikler-der er omkostningseffektiv, bæredygtigt og effektivt til rensning af spildevand fra oliesandene i Alberta.

En ny grøn teknologi

Titandioxid er en almindelig ingrediens i mange husholdningsprodukter, såsom tandpasta og solcreme. Når det placeres på mikropartikler - bittesmå runde genstande lavet af glas - kan titandioxid nedbryde organiske kemikalier i spildevand fra olie og sand. Teknologien kan nedbryde kemikalier med bemærkelsesværdig effektivitet:på mindre end 24 timer under laboratorietests.

Teknologien er genanvendelig og kan bruges flere gange. Mikropartiklerne flyder på overfladen af ​​vand, gør dem lette at indsamle ved at skumme overfladevandet, og derefter genbruge. Ud over, teknologien bruger solens energi, gør det til en mere bæredygtig løsning sammenlignet med mere energikrævende metoder.

Brug af solenergi, teknologien skaber behandlingskemikalier, kendt som radikaler, fra selve vandet. Disse radikaler nedbryder de giftige organiske kemikalier, teoretisk efterladt rent vand. Imidlertid, vi vidste ikke, om teknologien reducerer toksiciteten af ​​olier og kemikalier til levende organismer, og derfor satte vores forskerhold sig til at besvare dette spørgsmål.

Virker det egentlig?

Den ultimative test af enhver spildevandsrensning er, om de behandlede produkter er sikre for planter og dyr. Også, vi testede, om titandioxidmikropartikler kan "sprænge" toksiske organiske kemikalier fra hinanden i haledamme - kaldet naphthensyre - og efterlade vand rent til fisk. Først, vi fortyndede naphthensyrer til koncentrationer, der findes i Albertas tailings damme og behandlede dem med titandioxid. Derefter, vi udsatte fisk for disse behandlede og ubehandlede kemikalier for at se, hvor godt teknologien fungerede.

Det, vi fandt, var fascinerende. Ikke overraskende, nafteniske syrer fra olie- og spildevand, der ikke blev behandlet, var meget giftige for fisk. Når fiskeæg blev udsat for de ubehandlede naphthensyrer, de fleste af æggene døde, før de kunne klække.

Da naphthensyrerne blev behandlet, imidlertid, de umiddelbare dødelige virkninger var næsten helt væk. Teknologien øgede drastisk overlevelse af fiskeæg.

Disse resultater er spændende, fordi de betyder, at titandioxidteknologien potentielt kan bruges til at rydde op i tailings damme i Alberta. Imidlertid, vi fandt også nogle vigtige oplysninger om teknologien, der skal overvejes, før den praktisk talt kan bruges.

Titandioxidteknologien kan bruges ved forskellige intensiteter til rengøring af vandet i afgangsdamme. Afhængigt af behandlingsniveauet, forskellige mængder af de giftige kemikalier i spildevandet nedbrydes.

I vores test, det var først, da mindst 80 procent af kemikalierne blev nedbrudt, at det behandlede vand ikke var direkte dødeligt for fisk. Når naphthensyrer kun delvist blev nedbrudt af behandlingen, vi så faktisk, at sublethale virkninger, som uformede hjerter, kan endda stige. Det betyder, at medmindre spildevandet behandles grundigt, det kan stadig være skadeligt for fisk.

Så, hvis denne teknologi bruges i Alberta, tailings skal behandles intensivt, eller vi risikerer at forårsage skade på dyrelivet.

Vores forskning har vist, at titandioxidmikropartikler er en lovende teknologi til at rydde op i de enorme mængder spildevand i Albertas haler. Men der skal stadig udføres mere forskning, især undersøgelser, der tester sikkerheden ved denne teknologi på forskellige arter og livsfaser og på mere komplekse økologiske endepunkter.

Endelig, vores forskning tjener som en advarsel om, at forkert behandling af olie- og spildevand før udledning til miljøet kan føre til utilsigtede økologiske konsekvenser.

Hvor går vi hen herfra?

Der er ingen tvivl om, at spildevand produceret og opbevaret af den canadiske oliesandsindustri er et massivt og kompliceret problem. Selvom det er veletableret, at tailings damme udgør et betydeligt ansvar for dyreliv og miljømæssig sundhed, vi har endnu ikke set store fremskridt i oprydningsprocessen. En ny politisk retning i Alberta har forskudt sig mod eliminering af afgangsdamme, men det er uklart, om vi har de korrekte regler og overvågningsprogrammer til at udføre denne eliminering sikkert.

Dette er ikke et problem, der snart forsvinder. En væsentlig, langsigtede investeringer-både provinsielt og føderalt-skal foretages i forskning, regler og miljøovervågningsprogrammer vedrørende planen om bevidst at frigive oliesandspildevand, hvis vi er seriøse med at afhjælpe den giftige arv fra haledamme.

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