En la esquina noreste de Alberta, enclavado entre las extensiones de bosques y humedales, radica un importante dilema del agua dulce al que se enfrenta actualmente Canadá.

Justo río abajo desde Fort McMurray, estanques masivos se extienden por millas, lleno de agua tóxica.

Por décadas, la industria canadiense de arenas petrolíferas ha estado llenando estos estanques con aguas residuales de la extracción de petróleo. El propósito de estos estanques es almacenar y reutilizar agua, con el fin de reducir la cantidad de agua nueva extraída del cercano río Athabasca.

La reutilización del agua para la extracción de petróleo hace que los estanques de relaves acumulen concentraciones cada vez mayores de contaminantes dañinos. Como tal, el agua de estos estanques de relaves es peligrosa, y a menudo letal, a los pájaros, pez, ranas y plantas.

En la actualidad, hay suficiente agua parecida a un lodo para llenar medio millón de piscinas olímpicas, y este volumen sigue aumentando. Esta enorme cantidad de aguas residuales ha llevado recientemente a los reguladores de Alberta a repensar el manejo de los estanques de relaves.

Una nueva dirección de política en Alberta permite, por primera vez, la liberación controlada de agua de los estanques de relaves al medio ambiente. Los estanques de relaves se eliminarán dentro de un cierto período de tiempo, reduciendo la responsabilidad de que estos cuerpos de agua tóxicos permanezcan en nuestro paisaje por tiempo indefinido.

Nuevas regulaciones, que entrarán en vigor en 2022, permitir que las empresas de arenas petrolíferas liberen 1,3 billones de litros de desechos líquidos en el río Athabasca. Estos planes junto con las regulaciones recientemente flexibilizadas para el monitoreo ambiental en Alberta, plantear preocupaciones sobre el daño potencial a la vida silvestre y las personas que viven aguas abajo del desarrollo de las arenas petrolíferas.

Las aguas residuales de las arenas bituminosas deben someterse a procesos de tratamiento antes de que puedan liberarse. Claramente, Encontrar tecnologías que puedan limpiar de manera segura y eficiente estas aguas residuales es una prioridad urgente para el medio ambiente y la salud humana. Probamos una nueva tecnología prometedora, micropartículas de dióxido de titanio, que es rentable, sostenible y eficiente para limpiar las aguas residuales de las arenas bituminosas en Alberta.

Una nueva tecnología verde

El dióxido de titanio es un ingrediente común en muchos productos domésticos como la pasta de dientes y el protector solar. Cuando se coloca sobre micropartículas, pequeños objetos redondos hechos de vidrio, el dióxido de titanio puede descomponer los químicos orgánicos en las arenas petrolíferas y las aguas residuales. La tecnología puede degradar los productos químicos con una eficiencia notable:en menos de 24 horas durante las pruebas de laboratorio.

La tecnología es reciclable y se puede utilizar varias veces. Las micropartículas flotan en la superficie del agua, haciéndolos fáciles de recolectar desnatando el agua superficial, y luego reutilizar. Además, la tecnología utiliza la energía del sol, convirtiéndola en una opción más sostenible en comparación con los métodos más intensivos en energía.

Usando la energía de la luz solar, la tecnología crea productos químicos de tratamiento, conocidos como radicales, del agua misma. Estos radicales descomponen los químicos orgánicos tóxicos, teóricamente dejando agua limpia. Sin embargo, no sabíamos si la tecnología reduce la toxicidad de los productos químicos de las arenas oleaginosas para los organismos vivos, y por eso nuestro equipo de investigación se propuso responder a esta pregunta.

¿Funciona realmente?

La prueba definitiva de cualquier tratamiento de aguas residuales es si los productos tratados son seguros para las plantas y los animales. Y entonces, probamos si las micropartículas de dióxido de titanio pueden "destruir" los químicos orgánicos tóxicos en los estanques de relaves, llamados ácidos nafténicos, dejando el agua limpia para los peces. Primero, diluimos ácidos nafténicos a concentraciones que se encuentran en los estanques de relaves de Alberta y los tratamos con dióxido de titanio. Luego, expusimos peces a estos productos químicos tratados y no tratados para ver qué tan bien funcionaba la tecnología.

Lo que encontramos fue fascinante. Como era de esperar, Los ácidos nafténicos de las arenas oleaginosas y las aguas residuales que no recibieron ningún tratamiento fueron altamente tóxicos para los peces. Cuando los huevos de pescado se expusieron a los ácidos nafténicos sin tratar, la mayoría de los huevos murieron antes de que pudieran eclosionar.

Cuando se trataron los ácidos nafténicos, sin embargo, los efectos letales inmediatos habían desaparecido casi por completo. La tecnología aumentó drásticamente la supervivencia de los huevos de peces.

Estos resultados son emocionantes, porque significan que la tecnología de dióxido de titanio podría potencialmente usarse para limpiar estanques de relaves en Alberta. Sin embargo, También encontramos información importante sobre la tecnología que debe tenerse en cuenta antes de que pueda usarse en la práctica.

La tecnología de dióxido de titanio se puede utilizar a diferentes intensidades para limpiar el agua en los estanques de relaves. Dependiendo del nivel de tratamiento, Se descomponen diferentes cantidades de sustancias químicas tóxicas en las aguas residuales.

En nuestras pruebas, Sólo cuando se descompuso al menos el 80 por ciento de los productos químicos, el agua tratada no resultó letal para los peces. Cuando los ácidos nafténicos solo se degradaron parcialmente por el tratamiento, de hecho, vimos esos efectos subletales, como corazones deformes, incluso puede aumentar. Esto significa que, a menos que las aguas residuales se traten a fondo, todavía puede ser perjudicial para los peces.

Entonces, si esta tecnología se utiliza en Alberta, los relaves deben ser tratados intensivamente, o corremos el riesgo de causar daño a la vida silvestre.

Nuestra investigación ha demostrado que las micropartículas de dióxido de titanio son una tecnología prometedora para limpiar los enormes volúmenes de aguas residuales en los estanques de relaves de Alberta. Pero aún es necesario realizar más investigaciones, particularmente estudios que prueban la seguridad de esta tecnología en diferentes especies y etapas de vida y en puntos finales ecológicos más complejos.

Finalmente, Nuestra investigación sirve como advertencia de que el tratamiento inadecuado de las arenas petrolíferas y las aguas residuales antes de su liberación al medio ambiente puede tener consecuencias ecológicas no deseadas.

¿A dónde vamos desde aquí?

No hay duda de que las aguas residuales producidas y almacenadas por la industria canadiense de arenas petrolíferas son un problema enorme y complicado. Aunque está bien establecido que los estanques de relaves representan un riesgo sustancial para la vida silvestre y la salud ambiental, todavía tenemos que ver mucho progreso en el proceso de limpieza. Una nueva dirección de política en Alberta ha cambiado hacia la eliminación de estanques de relaves, pero no está claro si contamos con las regulaciones y los programas de monitoreo adecuados para ejecutar esta eliminación de manera segura.

Este no es un problema que desaparecerá pronto. Una sustancial, La inversión a largo plazo, tanto a nivel provincial como federal, debe realizarse en investigación, regulaciones y programas de monitoreo ambiental con respecto al plan para liberar intencionalmente arenas petrolíferas y aguas residuales si realmente queremos remediar el legado tóxico de los estanques de relaves.

Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original.