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TitreEvaluating microbial carbon sources in Athabasca oil sands tailings ponds using natural abundance stable and radiocarbon isotopes
AuteurAhad, J M E; Pakdel, K
SourceAmerican Geophysical Union (AGU) Fall Meeting 2013, abstracts; B42A-03, 2013 p. 1
LiensOnline - En ligne
Année2013
Séries alt.Secteur des sciences de la Terre, Contribution externe 20140137
ÉditeurAmerican Geophysical Union
RéunionAmerican Geophysical Union (AGU) Fall 2013 Meeting; San Francisco; US; décembre 9-13, 2013
Documentlivre
Lang.anglais
Mediaen ligne; numérique
Formatshtml
Sujetscarbone; isotopes de carbone; teneurs en carbone; datations au C-14; géochronologie
ProgrammeDéveloppement durable des sables bitumineux, Géosciences de l'environnement
Résumé(disponible en anglais seulement)
Natural abundance stable (delta13C) and radiocarbon (Delta14C) isotopes of phospholipid fatty acids (PLFAs) were used to evaluate the carbon sources utilized by the active microbial populations in surface sediments from Athabasca oil sands tailings ponds. The absence of algal-specific PLFAs at three of the four sites investigated, in conjunction with delta13C signatures for PLFAs that were generally within ~30/00 of that reported for oil sands bitumen (~ -300/00), indicated that the microbial communities growing on petroleum constituents were dominated by aerobic heterotrophs. The Delta14C values of PLFAs ranged from -906 to -5860/00 and pointed to a significant uptake of fossil carbon (up to ~90% of microbial carbon derived from petroleum), particularly in PLFAs (e.g., cy17:0 and cy19:0) often associated with petroleum hydrocarbon degrading bacteria. The comparatively higher levels of 14C in other, less specific PLFAs (e.g., 16:0) indicated the preferential uptake of younger organic matter by the general microbial population (~50-80% of microbial carbon derived from petroleum). Since the main carbon pools in tailings sediment were essentially 'radiocarbon dead' (i.e., no detectable 14C), the principal source for this modern carbon is considered to be the Athabasca River, which provides the bulk of the water used in the bitumen extraction process. The preferential uptake of the minor amount of young and presumably more biodegradable material present in systems otherwise dominated by recalcitrant petroleum constituents has important implications for remediation strategies. On the one hand, it implies that mining-related organic contaminants could persist in the environment long after tailings pond reclamation has begun. Alternatively, it may be that the young, labile organic matter provided by the Athabasca River plays an important role in stimulating or supporting the microbial utilization of petroleum carbon in oil sands tailings ponds via co-metabolism or priming processes. Further research needs to examine the role which priming processes play in controlling the fate of organic contaminants in Athabasca oil sands tailings ponds, such as understanding to what extent the addition of labile material may hinder or enhance microbial uptake of fossil carbon. This knowledge can be subsequently used to optimize conditions which favour natural attenuation processes in reclamation sites following mine closure.
Résumé(Résumé en langage clair et simple, non publié)
Dans le cadre du programme de géosciences environnementales du Secteur des sciences de la Terre, cette étude est la première à utiliser l'abondance naturelle des isotopes de 13C et 14C pour évaluer les sources de carbone microbiennes dans les bassins de résidus des sables bitumineux. Nous avons déterminé qu'une quantité importante (jusqu'à environ 90%) du carbone utilisé par les bactéries aérobies était dérivé de pétrole. La matière organique récente provenant de la rivière Athabasca, la principale source d'eau utilisée dans l'extraction du bitume, était également une source importante de carbone. L'utilisation préférentielle de matériel jeune, en faible quantité et supposément plus biodisponible, dans les systèmes autrement dominés par le pétrole, qui est difficile à dégrader, a des implications importantes pour les stratégies de restauration, car ceci implique que les contaminants organiques pourraient persister longtemps après le début de la restauration. D'autre part, il est possible que cette jeune matière organique joue un rôle important et nécessaire pour soutenir l'utilisation microbienne du carbone de pétrole.
GEOSCAN ID294861