Per ogni barile di bitume estratto in Alberta, vengono prodotti circa 1,5 barili di volume di sterili non riciclabili. Solo nel 2019, sono stati prodotti circa 1,5 milioni di barili di sterili, che richiederebbero dai cinque ai 10 anni per ripulire e tornare al paesaggio.

A partire dal 2017, più di 1,2 miliardi di metri cubi di sterili fluidi si sono accumulati nella regione della foresta boreale settentrionale dell'Alberta, abbastanza per seppellire l'intera provincia sotto più di 1,8 metri di rifiuti fluidi.

Gli sterili rappresentano la maggiore responsabilità per le sabbie bituminose. Un'indagine dell'Autorità per l'energia dell'Alberta stima che i costi totali di bonifica delle strutture minerarie petrolifere siano di circa 130 miliardi di dollari e i critici hanno espresso preoccupazione per il fatto che una recessione economica potrebbe far cadere questi costi sulle spalle dei contribuenti.

Eppure gli operatori delle sabbie bituminose rimangono impegnati a ripristinare le foreste boreali che sono state disturbate dalle attività minerarie. In qualità di ricercatore che studia la bonifica e la biotecnologia, Lavoro con l'industria e i collaboratori per sviluppare soluzioni che aiuteranno a ripulire la grande quantità di sterili attualmente immagazzinati nella regione delle sabbie bituminose, compresi gli approcci di bonifica basati sulla natura.

Perché la bonifica è così impegnativa?

Gli sterili delle sabbie oleose sono una miscela di acqua, sabbia sospesa, argilla e bitume residuo. Sono il sottoprodotto del trattamento del minerale frantumato con acqua calda per rilasciare il bitume intrappolato.

Gli sterili sono immagazzinati in stagni, dove il materiale più pesante si deposita rapidamente sul fondo, liberando acqua da riutilizzare nel processo di estrazione. I restanti solidi fini, come argilla, continuano a depositarsi e ad aumentare di densità fino a quando il materiale è sufficientemente asciutto da poter essere utilizzato nel paesaggio bonificato, un processo che può richiedere fino a 150 anni se non trattato.

Un guscio d'acqua si forma intorno alle particelle di argilla, impedendo loro di interagire e permettendo loro di rimanere sospesi, anche quando le particelle più grandi si depositano. Questa sospensione può essere sottile, come il latte al cioccolato, o spessa, come il budino. L'acqua deve essere rimossa in modo che il materiale possa essere utilizzato per riempire i pozzi minerari vuoti e sostenere il peso della sabbia pulita e del terriccio necessari per bonificare il paesaggio. Non puoi piantare una foresta su una base di budino.

Se gli sterili sepolti sono troppo fluidi, il terreno sarà instabile. Diverse tecnologie sono attualmente utilizzate per rimuovere l'acqua dagli sterili come i polimeri che separano l'acqua e le centrifughe giganti, però, questi non sono convenienti dato l'immenso volume di sterili immagazzinati e potrebbero non rimuovere abbastanza acqua per la bonifica.

Soluzioni basate sulla natura

Negli ultimi 20 anni, gli scienziati hanno compiuto notevoli progressi nella ricerca su come la natura può aiutare a risolvere i problemi causati dall'uomo come i disturbi del suolo. Ciò include diversi studi che valutano la crescita delle piante su sterili oilands e il potenziale di utilizzare le piante per affrontare il problema del volume degli sterili.

Le piante sono molto efficaci nell'estrarre l'acqua intrappolata dal sottosuolo e rilasciarla nell'ambiente in un processo chiamato evapotraspirazione. Per esempio, è stato riportato che i pioppi che crescono nel terreno traspirano tra i sei litri e i 757 litri di acqua al giorno, a seconda delle dimensioni e delle condizioni dell'albero. Però, gli sterili non sono particolarmente ospitali per la crescita delle piante in quanto possono mancare di nutrienti come l'azoto e spesso contengono idrocarburi, acidi naftenici, sali e metalli pesanti.

Gli operatori delle sabbie bituminose si sforzano di evitare di introdurre specie vegetali non autoctone nel nord dell'Alberta per evitare ulteriori disagi all'ecosistema. Ciò limita la selezione delle piante alle specie boreali resistenti, che spesso non condividono lo stesso vigore di quelli a rapida crescita, specie invasive. La ricerca suggerisce, però, che l'aggiunta di integratori che promuovono la crescita delle piante può aiutare a superare alcune delle sfide affrontate dalle specie autoctone.

In un recente studio finanziato dal settore, che è in attesa di pubblicazione in una rivista peer-reviewed, abbiamo scoperto che la combinazione di un composto ricco di proteine ​​chiamato idrochar con una raccolta di diversi tipi di batteri ha aumentato i nutrienti disponibili per le piante, compreso azoto, e ne promosse la crescita sugli sterili.

Più le piante crescevano, il più secco - e più solido - gli sterili diventavano. Dopo 3,5 mesi, le piante non solo avevano seccato gli sterili, li avevano arricchiti con materiale organico come fibre di radice, e migliorato la struttura dei solidi sterili secernendo molecole organiche. Il risultato finale erano sterili che sembravano più terra che argilla secca.

Questo studio di prova di concetto è stato limitato a un ampio, esperimento di serra all'aperto, ma il concetto ha guadagnato slancio all'interno dell'industria più ampia. Le prove sul campo sono previste per il 2023 in cui le specie di piante boreali autoctone verrebbero utilizzate per essiccare gli sterili in un piccolo, fossa degli sterili sperimentali prima della bonifica. Gli operatori stanno anche finanziando la ricerca che utilizza droni e isole galleggianti per vedere come distribuire le piantine sui pozzi di sterili in preparazione per la chiusura.

Mentre c'è ancora del lavoro da fare prima che l'industria delle sabbie bituminose possa utilizzare le piante per rimuovere l'acqua dagli sterili, c'è ancora molto potenziale. Una strategia di bonifica basata sulle piante è una tecnologia passiva, rendendolo uno strumento potenzialmente conveniente che potrebbe alleviare il rischio di responsabilità affrontato dagli operatori delle sabbie petrolifere e dai canadesi, aumentando la velocità di bonifica nella regione delle sabbie petrolifere.

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