O Canadá ocupa a terceira maior reserva de petróleo do mundo. A maior parte está nas areias petrolíferas de Alberta, onde as empresas extraem betume, um óleo cru com consistência de manteiga de amendoim.

Para fazer o óleo passar pelos oleodutos, engenheiros de petróleo misturam o óleo com componentes mais leves - geralmente subprodutos da produção de gás natural - para diluir e liquefazer o betume. Essa mistura é chamada de "betume diluído" ou dilbit, para abreviar.

Alberta não tem litoral. Para chegar às refinarias e ao mercado internacional, dilbit é transportado através de uma rede de oleodutos e ferrovias ao longo de vastas extensões de terra, crivado de lagos, rios e pântanos.

Mas os oleodutos podem vazar ou romper, e espalhar seu conteúdo no meio ambiente. Em julho de 2010, por exemplo, um gasoduto Enbridge em Marshall, Mich., derramou pelo menos três milhões de litros de dilbit no rio Kalamazoo, dos quais cerca de 680, 000 litros afundaram.

Os problemas de vazamentos no interior não são novos. Eles são mais comuns do que derramamentos marinhos, mas muitas vezes esquecidos ou não relatados. Geralmente, sabemos muito menos sobre como os derramamentos de óleo afetam os ecossistemas de água doce do que o oceano e, quando se trata de derramamentos dilbit, sabemos ainda menos.

Descobrir, nossa equipe de pesquisa derramou cuidadosamente dilbit em minilagos para descobrir as respostas do óleo no mundo real e seu impacto na vida aquática.

Recriando um derramamento de óleo de água doce

Criamos mini-lagos com 1, Tanques de 400 litros, preenchido com sedimentos do lago, água e a comunidade natural de plâncton microscópico recuperado de um lago no escudo boreal canadense. Em seguida, derramamos um volume menor de dilbit - menos de dois litros - no "lago".

Deixamos os tanques expostos ao sol, mudanças de temperatura e clima enquanto monitorávamos a viscosidade e a densidade da mancha de óleo na superfície da água. Esses parâmetros são importantes para entender quando o óleo pode afundar e como ele pode ser limpo. Também rastreamos o óleo abaixo da superfície, sua composição química e seu impacto sobre o plâncton que ali vive.

O petróleo bruto flutua porque é menos denso que a água, permitindo que o óleo derramado seja removido da superfície da água. Mas isso nem sempre é verdade para o petróleo pesado canadense.

Dilbit pode afundar sob certas condições, como um rio turbulento com muitos sedimentos suspensos e outras partículas. Essas partículas podem se ligar ao óleo e torná-lo mais denso, como aconteceu no rio Kalamazoo em 2010.

Pesquisas anteriores usando tanques de ondas sugeriram que o dilbit não afundaria em um lago. Outros estudos em tubos de ensaio mostraram que dilbit pode afundar, mas apenas quando vigorosamente misturado com muito mais sedimentos em suspensão do que o que é tipicamente experimentado na natureza.

Nossa pesquisa mostrou que depois de apenas um dia, dilbit tornou-se muito viscoso para os métodos de limpeza convencionais funcionarem bem. Quando choveu oito dias após nosso derramamento experimental, as manchas dilbit se desfizeram e cerca de metade delas afundou nos sedimentos desses minilagos.

Implicações para a limpeza de derramamento de óleo

Depois de um derramamento de óleo na água, equipes de limpeza usam barreiras, skimmers e às vezes até fogo para remover o óleo derramado da superfície da água. Nada disso é possível se o óleo afundar.

Para limpar o óleo submerso, o óleo e os sedimentos submersos devem ser desenterrados. Essa remoção invasiva é cara e pode prejudicar ainda mais um ecossistema, removendo comunidades inteiras que vivem nos sedimentos e suspendendo novamente o óleo de volta à coluna de água. Afundar aumenta substancialmente os custos e cronogramas de limpeza e reduz a recuperação.

Se o dilbit derramado ficar muito viscoso, skimmers convencionais não funcionam bem, mas se ficar muito denso, ele afunda.

Nossos resultados mostram que dilbit pode afundar em lagos com tempo suficiente, e destacar a necessidade de considerar diferentes cenários climáticos nas avaliações de risco.

Vida sob uma mancha de óleo

Plâncton são organismos microscópicos que formam a base da teia alimentar que sustenta as populações de peixes. Eles também são bastante sensíveis às mudanças ambientais, como um derramamento de dilbit, tornando-os um grupo ideal para estudar.

Descobrimos que o derramamento de dilbit reduziu a quantidade total de zooplâncton e algas na água, mas nem todas as espécies foram afetadas no mesmo grau.

Algumas espécies de algas mostraram sinais de recuperação após o dilbit afundou, mas o zooplâncton parecia mais sensível a longo prazo. O zooplâncton maior é um alimento importante para os peixes, então, se seus números caírem por um período prolongado, peixes podem morrer de fome. Nosso estudo inicial durou 11 dias, então não sabemos se isso ocorreria.

Abundância bacteriana, por outro lado, aumentou após o derramamento de dilbit. A composição da comunidade bacteriana mudou para incluir mais micróbios comedores de óleo, o que poderia ajudar a mitigar parte do impacto do óleo residual.

Já vimos isso antes no oceano. Após derramamentos de óleo marinho, a proliferação de bactérias que se alimentam de óleo é comum.

A decomposição do óleo por bactérias oferece uma promessa para alguma remediação após derramamentos, mas provavelmente não é uma bala de prata, especialmente para óleos pesados ​​como dilbit. Após um derramamento de dilbit, a maioria dos compostos de petróleo mais pesados ​​compreendendo betume natural ainda permanecerão provavelmente, como micróbios comedores de óleo preferem mais leves, óleo mais acessível.

Pesquisa descendo pelo pipeline

Sabemos que derramamentos de dilbit de água doce podem ter implicações diferentes para a limpeza e podem afetar drasticamente a vida aquática a curto prazo, mas ainda precisamos entender os impactos de longo prazo do dilbit em uma variedade de ambientes e tamanhos de derramamento.

Em 2018, conduzimos um estudo maior usando compartimentos dentro do lago na Área de Lagos Experimental IISD, um centro de pesquisa no noroeste de Ontário que é mundialmente conhecido por hospedar experimentos em lagos inteiros. A pesquisa desses lagos experimentais moldou as políticas de qualidade da água, como chuva ácida e fosfatos, fornecendo respostas mais precisas do que aquelas que vêm de um tubo de ensaio de laboratório.

Contudo, ao contrário de estudos típicos de todo o lago, não apenas liberamos dilbit em um único lago. Ao usar grandes caixas no lago, criamos sete tamanhos diferentes de derramamento, usando vários níveis de contenção de óleo para evitar que um derramamento de óleo intencional se torne um acidente terrível.

Verão passado, um estudo de acompanhamento avaliou diferentes opções de limpeza de óleo em um lago de água doce usando compartimentos semelhantes no lago para descobrir quais métodos funcionam melhor. Combinado, os resultados desses estudos ajudarão a informar as avaliações de risco para derramamentos de dilbit, métodos de limpeza, política ambiental e, com sorte, mitigar os impactos de futuros derramamentos.

Ninguém quer um derramamento de óleo em seu quintal, mas às vezes recriar esses acidentes por meio de pequenos derramamentos controlados é a melhor maneira de entendê-los.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.