Die Athabascaregion im Norden der Provinz Alberta, Kanada, beherbergt große Mengen Ölsand, ein unkonventionelles Erdölvorkommen (~173 Milliarden Barrel). Die Ölsandgewinnung erfolgt im Tagebau oder durch In-Situ-Wasserdampfinjektion. Die Extraktion des Bitumens aus dem Ölsand erfolgt durch das sogenannte „caustic hot water prosessing“. Bei diesem Prozess entstehen als Nebenprodukte große Mengen an wässrigem, ölhaltigem Abraum, der vor Ort in Absetzbecken (Tailings ponds) gelagert wird. Dort wird das Tailing (eine Mischung aus Ölresten, Ton, Schluff und Wasser) kompaktiert und entwässert, so dass eine sich langsam verdichtende Suspension entsteht. Das so zurückgewonnene Wasser wird recycelt und kommt in der Ölsandextraktion erneut zum Einsatz. Die Abraumsande werden später in der Landrückgewinnung und Rekultivierung verwendet. (Leung et al. 2001)

Nach der Ölsandextraktion findet in den Abraumbecken ein mikrobieller, anaerober Abbau des organischen Materials statt, der zum Ausstoß von Treibhausgasen führt. Verantwortlich für die Produktion von Methan und Kohlenstoffdioxid sind drei verschiedene Arten von Mikroorganismen: denitrifizierende, sulfatreduzierende und methanogene Bakterien. (Salloum et al., 2002)

Tagebau und die Ölsandextraktion führen zu einer großen Zerstörung unterschiedlichster Landschaften. Die aktuell zerstörte Fläche durch Tagebau und Abraumbecken liegt bei über 660 km2. Zur Produktion eines Barrels Rohöl werden 2 Tonnen Ölsand und 2-3 Tonnen Wasser (inklusive recyceltem Wasser) benötigt. (Kelly et al., 2009)

Die Landsanierung und -rückgewinnung, sowie die Rekonstruktion der zerstörten Landstriche zurück zu intakten Ökosystemen ist eine Aufgabe von stetig steigender Bedeutung. Aus diesem Grund ist die Erforschung und Identifizierung des organischen Material in Abraumbecken, dessen Umweltverhalten und die daraus resultierenden Möglichkeiten und Beschränkungen im Bezug auf Landrückgewinnung eine wichtiges Fragestellung. Eine weitere wichtige Aufgabe ist die Untersuchung der mikrobiellen Abbauprozesse, die in den Absetzbecken statt finden und die zu einer Abnahme der Gefährlichkeit der organischen Verbindungen führen könnten.

Ziele

• Charakterisierung der aus Ölsand stammenden organischen Substanzen im Abraum
• Bewertung der „Abbauprozesse des organischen Materials“, die während der Ölsandextraktion auftreten
• Prozessverständnis der Biodegradation organischer Substanzen in Absetzbecken
• Entwicklung und Anwendung analytischer Techniken zur Charakterisierung und Bestimmung der strukturellen und molekularen Zusammensetzung organischer Komponenten aus Ölsanden und Absetzbecken

Mitarbeiter

• Mareike Noah
• Andrea Vieth-Hillebrand
• Bernd Uwe Schneider
• Heinz Wilkes

Partner

• University of Alberta, Edmonton

Finanzierung
Helmholtz-Alberta Initiative HAI, Theme 6: Mine Site Reclamation and Landscape Development www.helmholtzalberta.ca