N.B. Het kan zijn dat elementen ontbreken aan deze printversie.
Ecologie Een ramp met een olieplatform in de Golf van Mexico heeft ook iets goeds opgeleverd: kennis over de bestrijding van olievervuiling in zee.
Een enorme explosie markeerde het begin van een maanden durende natuurramp. Deepwater Horizon, een olieplatform in de Golf van Mexico, explodeerde op 20 april 2010. De ontploffing was het gevolg van defecte veiligheidssystemen en een serie verkeerde beslissingen door onvoldoende getraind personeel. Elf mensen kwamen om.
Op dertienhonderd meter diepte spoot vanuit de oliebron onder hoge druk acht miljoen liter olie per dag de zee in, 87 dagen lang. Het werd daarmee de grootste olieramp ooit, afgezien van het doelbewuste olielek in de Perzische Golf tijdens de Golfoorlog in 1991. Tweeduizend kilometer kustlijn en elfduizend vierkante kilometer zee-oppervlakte raakten ernstig vervuild.
In de jaren daarna spoelden steeds meer dode dolfijnen aan, vooral tuimelaars (Tursiops truncatus). De olie verstoorde hun immuunsysteem, waardoor ze sneller aan bacteriële infecties overleden. Pas in 2015 begon het aantal aangespoelde dolfijnen te dalen. Zeevogels en ecosystemen in kwelders hadden aanvankelijk veel te lijden onder de aanspoelende olie, maar bleken ook veerkrachtig. Op de lange termijn zijn de effecten groot voor grotere vissen, koralen, zeeschildpadden en ecosystemen in zeegrasvelden.
De ramp was vernietigend, maar onderzoekers spreken ook van een ‘lichtpuntje’ voor de wetenschap. De milieuwetenschap moest het lang hebben van laboratoriumstudies naar de afbraak van oliemoleculen onder gecontroleerde omstandigheden, maar de werkelijkheid is grilliger. Voor een opruimstrategie is het essentieel om te weten wat er met olie gebeurt in de vrije natuur.
Opruimstrategieën zijn bovendien elke dag relevant, want olielekken zijn alledaags. De mensheid verbruikt 15 miljard liter olie per dag, het is onvermijdelijk dat een klein deel in de natuur weglekt. Alleen al in Nederland rukt Rijkswaterstaat wekelijks uit voor olie-incidenten rond havengebieden, waar meestal tientallen tot honderden liters lichte olie in het water vrijkomen. Daarnaast komt elk jaar wereldwijd een handjevol ‘nieuwswaardige’ olielekken voor: grote vervuilingen die lokale ecosystemen verstikken.
Het onderzoek naar de afbraak van olie in de natuur kwam op gang na de eerste echt grote olieramp ter wereld, ruim veertig jaar voor Deepwater Horizon. De olietanker Torrey Canyon, varend onder Liberiaanse vlag, liep in maart 1967 aan de westkust van het Verenigd Koninkrijk op de rotsen. Het grote publiek zag voor het eerst de destructieve kracht van olie: meer dan 25.000 zeevogels werden verstikt en de stranden kleurden zwart. Datzelfde jaar toonden diverse studies aan dat bacteriën sommige grotere koolwaterstofketens uit ruwe olie afbreken naar kortere molecuulketens.
Dergelijke studies brachten nuttige kennis: bacteriën zouden in de oceaan íéts aan afbraak kunnen doen. Maar ze zeggen niks over hoeveel olie daadwerkelijk afbreekt in de natuur, en hoeveel zich verspreidt over de natuur. Als de olie uit zicht is gedreven, waar is ze dan gebleven?
„Onderzoek doen naar olielekken is moeilijk, want je kunt niet zomaar olie in de oceaan dumpen om het gedrag ervan te bestuderen”, zegt Collin Ward. Hij is geochemicus aan het Woods Hole Oceanographic Institution in de Verenigde Staten en onderzoekt de chemische transformaties die olie in de natuur ondergaat. „Als je zoekt in de literatuur, vind je vele studies van losse afbraakprocessen van moleculen, soms vijftig jaar oud, die nooit met veldstudies zijn opgevolgd. Dat maakt het moeilijk om die belangrijke vindingen toe te passen op grootschalige olielekken.”
Het geluid was zo luid dat je lichaam ervan trilde
Chris Reddy wetenschapper
Het onmogelijke experiment diende zich aan in de vorm van een ongekend grote olieramp. En dus spreekt ook Ward over een ‘lichtpuntje’ van Deepwater Horizon. „Het lichtpuntje was dat we wetenschappelijke kennis uit het lab eindelijk in het echt konden valideren. Dat kwam doordat de olie 87 dagen lang vrijkwam en 102 dagen bleef drijven. Wetenschappers hadden ruim de tijd om goede monsters te nemen op verschillende plekken en momenten. Dat is heel anders dan na een schipbreuk, waar het lek maar kort duurt en olie snel aanspoelt.”
Chris Reddy, eveneens onderzoeker aan Woods Hole Oceanographic Institution, zat bij het handjevol wetenschappers dat in een boot mocht stappen naar het lek van Deepwater Horizon. Hij verzamelde er vele oliemonsters. De meeste mensen mochten niet binnen een straal van vijf kilometer van de rampplek komen, maar hij werd al snel gevraagd om te komen helpen. Zijn hele carrière had hij al olievervuiling onderzocht, waaronder de vroegste lekken uit de jaren 60.
„Tegen de tijd dat ik aankwam, had de overheid een manier gevonden om een deel van de vrijkomende olie en gassen met een soort trechter af te vangen”, herinnert hij zich. „Daardoor kon je de olie nog maar een beetje ruiken. Wat ik me vooral nog goed herinner, is de hitte van het vrijkomende gas dat werd verbrand. En het geluid. Het was zo luid dat je lichaam ervan trilde, en je tanden klapperden. De helderrode vlammen waren overweldigend. Het was apocalyptisch.”
Dicht bij de rampplek komen was nodig om ‘verse’ oliesamples te verzamelen op verschillende plekken: dicht bij het lek, op de zeebodem, op het strand, en overal daartussen. Voor het eerst werd zo de chemische transformatie van grote hoeveelheden olie in de natuur in kaart gebracht.
De olie die op strand aanspoelt, is allang niet meer de olie die de zee in spuit. Dat werd in de jaren na de ramp steeds duidelijker. Tegenwoordig is bekend dat er zes belangrijke afbraak- of verspreidingsroutes zijn. Olie kan oplossen in water, verdampen naar de lucht, mengen met water, binden aan sedimentdeeltjes, bacteriën kunnen olieketens afbreken en zonlicht kan chemische reacties aansturen.
De meeste routes waren al wel bekend, maar de mate waarin ze onderling bijdragen aan het opruimen van olie was dat niet. Zo werd voorafgaand aan de ramp gedacht dat bacteriën al vanaf de eerste uren een noemenswaardige rol spelen in de afbraak van drijvende olie. Nu is duidelijk dat dat pas na maanden zo is, maar de afbraak door bacteriën gebeurt wel grondiger dan gedacht.
Een grote les is dat ‘foto-oxidatie’ een van de belangrijkste afbraakroutes voor drijvende olie is. Hierbij stuurt zonlicht allerlei reacties aan waarbij oliemoleculen met zuurstof reageren. Studies die het belang ervan aantonen blijven verschijnen, zo ook namens Ward afgelopen jaar in wetenschappelijk tijdschrift Science Advances. Deze afbraakroute is lang over het hoofd gezien in modellen, terwijl er al in de jaren 70 voor het eerst over werd gepubliceerd.
Al die tijd dachten milieuwetenschappers dat foto-oxidatie een verwaarloosbaar proces was, om twee redenen. Ten eerste bereikt zonlicht alleen maar het bovenste laagje olie dat op zee drijft. Alles wat daaronder zit, zou dus onaangeroerd moeten blijven. Ten tweede kan maar een zeer klein deel van de oliemoleculen überhaupt zonlicht opnemen. Moleculen die geen zonlicht absorberen, reageren niet onder invloed van zonlicht. Ongeveer 10 procent van het bovenste laagje drijvende olie van Deepwater Horizon kon direct zonlicht opnemen.
Olie op het water voor de kust van Louisiana twee maanden na het begin van de ramp.
Foto Kate Davison/EPA
Toch foto-oxideerde bijna de helft van alle gelekte olie van Deepwater Horizon. Er blijkt nog zoiets te zijn als ‘indirecte foto-oxidatie’. Andere aanwezige moleculen in zee absorbeerden zonlicht en reageerden met zuurstof, waardoor zeer reactieve zuurstofrijke moleculen ontstonden. Die reageerden ruimschoots met olie, en niet alleen in het bovenste drijvende laagje.
De consequenties van foto-oxidatie zijn groot: het verandert de chemische eigenschappen van olie die in zee komt. Terwijl olie en water elkaar normaal gesproken afstoten, is dat bij geoxideerde olie niet meer het geval. Zodra zuurstofatomen aan vettige oliemoleculen zijn vastgeplakt, wordt olie veel ‘hydrofieler’, ofwel waterminnend. Daarna is de olie vaak kleveriger, stroperiger en soms giftiger: in vissen of andere organismen bindt de olie makkelijker aan eiwitten en tast zo het immuunsysteem aan. Wie olie wil opruimen, kan beter snel zijn.
Naast foto-oxidatie bleek door Deepwater Horizon dat nóg een verspreidingsroute over het hoofd was gezien. Al in de eerste weken werd op de bodem in de Golf van Mexico centimeters dikke ‘zeesneeuw’ ontdekt. Dat ontstaat wanneer kleine oliedruppeltjes samenklonteren met klei en algen. Deze zeesneeuwvlokken zijn zwaar en zakken omlaag. De massa verweert uiteindelijk tot een slijmerige substantie, en dus wordt het ook ‘zeesnot’ genoemd.
Normaal gesproken blijft olie drijven. En dus keek men alleen naar de oppervlakte
Edwin Foekema Wageningen Universiteit
„Het bodemleven heeft daar heel veel last van”, zegt Edwin Foekema. Hij is onderzoeker aan de Wageningen Universiteit, opgeleid in ecologie en milieuchemie. Bacteriën op de bodem voeden zich met deze zeesneeuw, maar laten de olie erin meestal links liggen. „De bacteriën gebruiken daarbij zuurstof, dus de Source: NRC