Il Canada si trova nella terza riserva petrolifera più grande del mondo. La maggior parte è nelle sabbie oleose dell'Alberta, dove le aziende estraggono bitume, un olio grezzo con la consistenza del burro di arachidi.

Per far passare il petrolio attraverso le condutture, gli ingegneri petroliferi mescolano l'olio con componenti più leggeri, solitamente sottoprodotti della produzione di gas naturale, per diluire e liquefare il bitume. Questa miscela è chiamata "bitume diluito" o dilbit in breve.

L'Alberta è senza sbocco sul mare. Per raggiungere le raffinerie e il mercato internazionale, dilbit viene trasportato attraverso una rete di oleodotti e ferrovie su vaste distese di terra, pieno di laghi, fiumi e zone umide.

Ma gli oleodotti possono perdere o rompersi, e disperdono il loro contenuto nell'ambiente. Nel luglio 2010, Per esempio, un gasdotto Enbridge a Marshall, Mich., versato almeno tre milioni di litri di dilbit nel fiume Kalamazoo, di cui circa 680, 000 litri affondarono.

I problemi degli sversamenti interni non sono nuovi. Sono più comuni degli sversamenti marini, ma spesso trascurati o non segnalati. In genere, sappiamo molto meno di come le fuoriuscite di petrolio influiscano sugli ecosistemi di acqua dolce rispetto all'oceano e, quando si tratta di fuoriuscite dilbit, sappiamo ancora meno.

Per scoprirlo, il nostro team di ricerca ha accuratamente versato il dilbit in mini-laghi per scoprire le risposte del mondo reale del petrolio e il suo impatto sulla vita acquatica.

Ricreare una fuoriuscita di petrolio d'acqua dolce

Abbiamo creato dei mini-laghi con 1, Serbatoi da 400 litri, pieno di sedimenti lacustri, acqua e la comunità naturale di microscopico plancton recuperato da un lago sullo scudo boreale canadese. Abbiamo quindi versato un volume ridotto di dilbit, meno di due litri, nel "lago".

Abbiamo lasciato le vasche esposte alla luce del sole, cambiamenti di temperatura e condizioni meteorologiche mentre monitoravamo la viscosità e la densità della marea nera sulla superficie dell'acqua. Questi parametri sono importanti per capire quando l'olio potrebbe affondare e come può essere ripulito. Abbiamo anche rintracciato l'olio sotto la superficie, la sua composizione chimica e il suo impatto sul plancton che vi abita.

Il petrolio greggio galleggia perché è meno denso dell'acqua, permettendo all'olio versato di essere scremato dalla superficie dell'acqua. Ma questo non è sempre vero per il greggio pesante canadese.

Dilbit può affondare in determinate condizioni, come un fiume turbolento con molti sedimenti sospesi e altre particelle. Queste particelle possono legarsi all'olio e renderlo più denso, come è successo sul fiume Kalamazoo nel 2010.

La ricerca passata che utilizzava i carri armati delle onde ha suggerito che il dilbit non affonderebbe in un lago. Altri studi in provetta hanno dimostrato che il dilbit può affondare, ma solo quando vigorosamente mescolato con molto più sedimento sospeso di quello che è tipicamente sperimentato in natura.

La nostra ricerca ha mostrato che dopo un solo giorno, dilbit è diventato troppo viscoso perché i metodi di pulizia convenzionali funzionino bene. Quando ha piovuto otto giorni dopo la nostra fuoriuscita sperimentale, le chiazze di dilbit si sono rotte e circa la metà di esse sono sprofondate nei sedimenti in questi mini-laghi.

Implicazioni per la pulizia delle fuoriuscite di petrolio

Dopo una fuoriuscita di olio in acqua, le squadre di pulizia usano i bracci, schiumarole e talvolta anche fuoco per rimuovere l'olio versato dalla superficie dell'acqua. Niente di tutto questo è possibile se l'olio affonda.

Per ripulire l'olio affondato, l'olio e i sedimenti sommersi devono essere dissotterrati. Questa rimozione invasiva è sia costosa che può danneggiare ulteriormente un ecosistema rimuovendo intere comunità che vivono nel sedimento e risospendendo il petrolio nella colonna d'acqua. L'affondamento aumenta sostanzialmente i costi e le tempistiche di pulizia e riduce il recupero.

Se il dilbit versato diventa troppo viscoso, gli skimmer convenzionali non funzionano bene, ma se diventa troppo denso affonda.

I nostri risultati mostrano che il dilbit può affondare nei laghi dato abbastanza tempo, ed evidenziare la necessità di considerare diversi scenari meteorologici nelle valutazioni del rischio.

La vita sotto una marea di petrolio

Il plancton è un organismo microscopico che costituisce la base della rete alimentare che sostiene le popolazioni ittiche. Sono anche molto sensibili ai cambiamenti ambientali, come una fuoriuscita di dilbit, rendendoli un gruppo ideale per studiare.

Abbiamo scoperto che le fuoriuscite di dilbit hanno ridotto la quantità complessiva di zooplancton e alghe nell'acqua, ma non tutte le specie sono state colpite allo stesso grado.

Alcune specie di alghe hanno mostrato segni di ripresa dopo l'affondamento del dilbit, ma lo zooplancton è apparso più sensibile a lungo termine. Lo zooplancton più grande è un alimento importante per i pesci, quindi se il loro numero diminuisce per un periodo prolungato, il pesce potrebbe morire di fame. Il nostro studio iniziale è durato 11 giorni, quindi non sappiamo se ciò accadrebbe.

Abbondanza batterica, d'altra parte, aumentato a seguito della fuoriuscita di dilbit. La composizione della comunità batterica si è spostata per includere più microbi che mangiano olio, che potrebbe aiutare a mitigare parte dell'impatto dell'olio residuo.

Lo abbiamo già visto nell'oceano. Dopo le fuoriuscite di petrolio in mare, le fioriture batteriche di microbi che mangiano olio sono comuni.

La scomposizione del petrolio da parte dei batteri offre una promessa per un po' di bonifica in seguito a fuoriuscite, ma probabilmente non è un proiettile d'argento, soprattutto per oli pesanti come il dilbit. Dopo una fuoriuscita di dilbit, la maggior parte dei composti petroliferi più pesanti che comprendono bitume naturale rimarrà probabilmente, poiché i microbi che si nutrono di olio preferiscono quelli più leggeri, olio più accessibile.

La ricerca in arrivo

Sappiamo che le fuoriuscite di acqua dolce dilbit possono avere implicazioni diverse per la pulizia e possono influenzare drammaticamente la vita acquatica a breve termine, ma dobbiamo ancora comprendere gli impatti a lungo termine del dilbit in una varietà di ambienti e dimensioni delle fuoriuscite.

Nel 2018, abbiamo condotto uno studio più ampio utilizzando recinti interni al lago presso l'IISD-Experimental Lakes Area, una struttura di ricerca nell'Ontario nordoccidentale famosa in tutto il mondo per ospitare esperimenti in interi laghi. La ricerca da questi laghi sperimentali ha modellato le politiche di qualità dell'acqua, come piogge acide e fosfati, fornendo risposte più accurate rispetto a quelle che provengono da una provetta di laboratorio.

Però, a differenza dei tipici studi sull'intero lago, non abbiamo semplicemente rilasciato dilbit in un singolo lago. Utilizzando grandi recinzioni interne al lago, abbiamo creato sette diverse dimensioni di sversamento, utilizzando più livelli di contenimento dell'olio per evitare che una fuoriuscita di petrolio intenzionale diventi un terribile incidente.

La scorsa estate, uno studio di follow-up ha valutato diverse opzioni di pulitura del petrolio in un lago d'acqua dolce utilizzando recinti simili all'interno del lago per capire quali metodi funzionano meglio. Combinato, i risultati di questi studi aiuteranno a informare le valutazioni del rischio per le fuoriuscite di dilbit, metodi di pulizia, politica ambientale e, auspicabilmente, mitigare gli impatti di future fuoriuscite.

Nessuno vuole una fuoriuscita di petrolio nel proprio giardino, ma a volte ricreare questi incidenti attraverso piccole fuoriuscite controllate è il modo migliore per capirli.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.