Nell'angolo nord-orientale dell'Alberta, immerso tra le distese di boschi e zone umide, si trova un grave dilemma dell'acqua dolce che il Canada sta attualmente affrontando.

Proprio lungo il fiume da Fort McMurray, enormi stagni si estendono per miglia, pieno di acqua tossica.

Per decenni, l'industria canadese delle sabbie bituminose ha riempito questi stagni con acque reflue provenienti dall'estrazione del petrolio. Lo scopo di questi stagni è quello di immagazzinare e riutilizzare l'acqua, al fine di ridurre la quantità di nuova acqua prelevata dal vicino fiume Athabasca.

Il riutilizzo dell'acqua per l'estrazione del petrolio fa sì che i bacini di decantazione accumulino concentrazioni sempre più elevate di contaminanti nocivi. Come tale, l'acqua in questi bacini di decantazione è pericolosa, e spesso letale, agli uccelli, pesce, rane e piante.

Attualmente, c'è abbastanza acqua simile al fango per riempire mezzo milione di piscine olimpioniche, e questo volume continua ad aumentare. Questa enorme quantità di acque reflue ha recentemente spinto i regolatori dell'Alberta a ripensare alla gestione dei bacini di sterili.

Una nuova direzione politica in Alberta consente, per la prima volta, il rilascio controllato di acqua dagli stagni di sterili nell'ambiente. Gli stagni di sterili saranno eliminati entro un certo lasso di tempo, riducendo la probabilità che questi corpi idrici tossici rimangano sul nostro paesaggio a tempo indeterminato.

Nuove normative, che entreranno in vigore nel 2022, consentire alle compagnie petrolifere di rilasciare 1,3 trilioni di litri di rifiuti liquidi nel fiume Athabasca. Questi piani, insieme ai regolamenti recentemente allentati per il monitoraggio ambientale in Alberta, sollevare preoccupazioni sui potenziali danni alla fauna selvatica e alle persone che vivono a valle dello sviluppo delle sabbie bituminose.

Le acque reflue delle sabbie bituminose devono essere sottoposte a processi di trattamento prima di poter essere rilasciate. Chiaramente, trovare tecnologie in grado di ripulire in modo sicuro ed efficiente queste acque reflue è una priorità urgente per l'ambiente e la salute umana. Abbiamo testato una nuova tecnologia promettente, le microparticelle di biossido di titanio, che è conveniente, sostenibile ed efficiente per ripulire le acque reflue dalle sabbie bituminose in Alberta.

Una nuova tecnologia verde

Il biossido di titanio è un ingrediente comune in molti prodotti per la casa come il dentifricio e la crema solare. Quando posto su microparticelle, piccoli oggetti rotondi fatti di vetro, il biossido di titanio può scomporre le sostanze chimiche organiche nelle acque reflue oleose. La tecnologia può degradare i prodotti chimici con notevole efficienza:in meno di 24 ore durante i test di laboratorio.

La tecnologia è riciclabile e può essere utilizzata più volte. Le microparticelle galleggiano sulla superficie dell'acqua, rendendoli facili da raccogliere sfiorando le acque superficiali, e poi riutilizzare. Inoltre, la tecnologia utilizza l'energia del sole, rendendolo un'opzione più sostenibile rispetto ai metodi più energivori.

Utilizzando l'energia solare, la tecnologia crea prodotti chimici di trattamento, conosciuti come radicali, dall'acqua stessa. Questi radicali abbattono le sostanze chimiche organiche tossiche, teoricamente lasciando acqua pulita. Però, non sapevamo se la tecnologia riducesse la tossicità degli oli e delle sostanze chimiche per gli organismi viventi, e così il nostro team di ricerca ha deciso di rispondere a questa domanda.

Funziona davvero?

Il test finale di qualsiasi trattamento delle acque reflue è se i prodotti trattati sono sicuri per piante e animali. E così, abbiamo testato se le microparticelle di biossido di titanio possono "far saltare in aria" sostanze chimiche organiche tossiche nei bacini di decantazione - chiamati acidi naftenici - lasciando l'acqua pulita per i pesci. Primo, abbiamo diluito gli acidi naftenici alle concentrazioni che si trovano negli stagni sterili dell'Alberta e li abbiamo trattati con biossido di titanio. Quindi, abbiamo esposto i pesci a queste sostanze chimiche trattate e non trattate per vedere come funzionava la tecnologia.

Quello che abbiamo trovato è stato affascinante. Non sorprende, gli acidi naftenici delle acque reflue petrolifere e non trattate erano altamente tossici per i pesci. Quando le uova di pesce sono state esposte agli acidi naftenici non trattati, la maggior parte delle uova è morta prima che potessero schiudersi.

Quando gli acidi naftenici sono stati trattati, però, gli effetti letali immediati erano quasi completamente scomparsi. La tecnologia ha aumentato drasticamente la sopravvivenza delle uova di pesce.

Questi risultati sono entusiasmanti, perché significano che la tecnologia del biossido di titanio potrebbe essere potenzialmente utilizzata per ripulire gli stagni di sterili in Alberta. Però, abbiamo anche trovato alcune importanti informazioni sulla tecnologia che devono essere considerate prima che possa essere utilizzata praticamente.

La tecnologia del biossido di titanio può essere utilizzata a diverse intensità per la pulizia dell'acqua nei bacini di decantazione. A seconda del livello di trattamento, diverse quantità di sostanze chimiche tossiche nelle acque reflue vengono scomposte.

Nei nostri test, è stato solo quando almeno l'80 percento delle sostanze chimiche è stato scomposto che l'acqua trattata non è stata del tutto letale per i pesci. Quando gli acidi naftenici erano solo parzialmente scomposti dal trattamento, abbiamo effettivamente visto che effetti subletali, come cuori deformi, può anche aumentare. Ciò significa che, a meno che le acque reflue non vengano trattate a fondo, può ancora essere dannoso per i pesci.

Così, se questa tecnologia viene utilizzata in Alberta, gli sterili devono essere trattati intensamente, o corriamo il rischio di causare danni alla fauna selvatica.

La nostra ricerca ha dimostrato che le microparticelle di biossido di titanio sono una tecnologia promettente per ripulire gli enormi volumi di acque reflue negli stagni di decantazione dell'Alberta. Ma ulteriori ricerche devono ancora essere condotte, in particolare studi che testano la sicurezza di questa tecnologia su diverse specie e fasi della vita e su endpoint ecologici più complessi.

Finalmente, la nostra ricerca serve come avvertimento che un trattamento improprio delle acque reflue petrolifere prima del loro rilascio nell'ambiente può portare a conseguenze ecologiche indesiderate.

Dove andiamo da qui?

Non c'è dubbio che le acque reflue prodotte e immagazzinate dall'industria canadese delle sabbie petrolifere siano un problema enorme e complicato. Sebbene sia ben stabilito che i bacini di decantazione rappresentano una notevole responsabilità per la salute della fauna selvatica e dell'ambiente, dobbiamo ancora vedere molti progressi nel processo di pulizia. Una nuova direzione politica in Alberta si è spostata verso l'eliminazione degli stagni di sterili, ma non è chiaro se disponiamo di regolamenti e programmi di monitoraggio adeguati per eseguire questa eliminazione in sicurezza.

Questo non è un problema che scomparirà presto. Un sostanziale, investimenti a lungo termine, sia provinciali che federali, devono essere effettuati nella ricerca, regolamenti e programmi di monitoraggio ambientale per quanto riguarda il piano per rilasciare intenzionalmente le acque reflue petrolifere e se vogliamo seriamente porre rimedio all'eredità tossica dei bacini di decantazione.

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