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TitreEvaluating in situ biodegradation of 13C-labelled naphthenic acids in groundwater near oil sands tailings ponds
AuteurAhad, J M E; Pakdel, H; Gammon, P R; Siddique, T; Kuznetsova, A; Savard, M M
SourceScience of the Total Environment vol. 643, 2018 p. 392-399, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.06.159
Année2018
Séries alt.Ressources naturelles Canada, Contribution externe 20180046
ÉditeurElsevier
Documentpublication en série
Lang.anglais
DOIhttps://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.06.159
Mediapapier; en ligne; numérique
Formatspdf; html
Sujetsressources pétrolières; industrie pétrolière; sables bitumineux; résidus; substances polluantes; ressources en eau souterraine; aquifères; dépôts fluvioglaciaires; terres humides; pollution de l'eau souterraine; qualité de l'eau; biodégradation; microorganismes; études des isotopes stables; isotopes de carbone; gaz d'origine biologique; méthane; Biologie; combustibles fossiles; géologie de l'environnement; hydrogéologie; géochimie; géologie des dépôts meubles/géomorphologie
Illustrationsdiagrams; photographs; tables; schematic diagrams; bar graphs; plots
ProgrammeSources, Géosciences de l'environnement
Diffusé2018 06 22
Résumé(disponible en anglais seulement)
Potential seepage of naphthenic acids (NAs) from tailings ponds into surface water and groundwater is one of the main environmental concerns associated with the Canadian Athabasca oil sands mining operations. Here we report the application of 13C-labelled NA surrogate compounds to evaluate intrinsic biodegradation along groundwater flow-paths originating from oil sands tailings ponds at two different sites: a glaciofluvial aquifer (Site 1) and a low-lying wetland (Site 2). Microcosms containing the carboxyl group labelled (99%) NA surrogates (cyclohexanecarboxylic acid, CHCA; 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, CHDCA; 1-adamantanecarboxylic acid, ACA) were lowered into monitoring wells for several months to allow sufficient time for substrate degradation and formation of a biofilm in conditions characteristic of the local aquifer. Phospholipid fatty acids (PLFAs), biomarkers for the active microbial population, were extracted from the biofilms for stable carbon isotope (delta-13C) analysis. At Site 1, highly 13C-enriched delta-13C values (up to ~ +7100 per mille) confirmed the in situ microbial breakdown of CHCA and CHDCA. At Site 2, delta-13C-PLFA values from -60.6 to -24.5per mille indicated uptake of a 13C-depleted substrate such as biogenic methane and not 13C-labelled ACA. Determination of the microbial community using 16s RNA sequencing confirmed the presence of methane-oxidizing bacteria in the subsurface at Site 2. The in situ biodegradation of NAs at Site 1 demonstrates that the indigenous microbial population in the shallow subsurface near tailings ponds can readily break down some of these compounds prior to surface water discharge. The lack of evidence for microbial uptake of 13C-labelled ACA at Site 2 demonstrates that other NAs, in particular tricyclic diamondoid acids, may persist in the environment following seepage from tailings ponds or natural sources.
Résumé(Résumé en langage clair et simple, non publié)
Les acides naphténiques (NA) se trouvent naturellement dans le bitume et se concentrent dans les eaux associées à l'exploitation minière des sables bitumineux. Dans le cadre du projet SOURCES dans le programme de géosciences environnementales de RNCan, cette étude a utilisé des substituts des NA marqués au 13C pour examiner leur biodégradation dans les eaux souterraines près des bassins de résidus. La détermination des valeurs isotopiques du carbone (d13C) hautement enrichies en 13C dans les acides gras phospholipides (PLFA - biomarqueurs de la population microbienne active - a confirmé, à un site, la dégradation microbienne in situ de deux substituts de NA. Ce résultat implique une réduction possible de la toxicité dans les eaux souterraines contaminées avant le rejet aux eaux de surface. D'un autre côté, le manque de preuves de l'utilisation microbienne d'un substitut marqué au 13C à un autre site démontre que certaines NA peuvent persister dans l'environnement en suivant les suintements provenant des bassins de résidus ou de sources naturelles.
GEOSCAN ID308222