Comparative fate of chemically dispersed and beached crude oil in subtidal sediments of the arctic nearshore

摘要

A three-year investigation was conducted to examine the incorporation of petroleum hydrocarbons (PHC) into subtidal sediments following experimental releases of oil during the Baffin Island Oil Spill (BIOS) Project experiments. The concentrations of PHC were determined by synchronous scanning UV/Fluorescence spectroscopy, while the composition of residual saturated and aromatic hydrocarbons was determined by gas chromatography and gas chromatographic mass spectrometry. ... The eroding oil from the Bay 11 beach was compositionally quite heterogeneous, with weathered, biodegraded oil, as well as relatively unweathered oil, found on the beach and in the offshore sediments. Biodegradation of oil appeared to be restricted to the beached oil, with no significant degradation apparently occurring subtidally. After two years, the offshore oil residues still contained low molecular weight alkanes as well as alkylated naphthalenes. The situation in Bay 9, where chemically dispersed oil was discharged near the bottom, was quite different. In spite of a large water column exposure, the bottom sediments never contained more than 10 μg/g of oil. Of this amount of oil, a significant fraction (20%) of the PHC was initially associated with the surface flocculent layer. Levels of oil in the Bay 9 sediments were on the order of 1-3 μg/g one year after the release. Sediment PHC levels in the other less exposed bays (Bays 10 and 7) never exceeded 3 μg/g. Une enquête s'étendant sur trois ans a été menée afin d'examiner la pénétration d'hydrocarbures pétroliers (HCP) dans les sédiments situés en dessous du niveau des marées, à la suite de déversements expérimentaux de pétrole durant les expériences du projet BIOS (projet de déversement de pétrole à l'?le Baffin). Les concentrations de HCP ont été déterminées par spectrométrie de fluorescence aux U.V. synchrone à canal mobile, tandis que la composition des hydrocarbures résiduels saturés et aromatiques a été déterminée par chromatographie en phase gazeuse et par spectrométrie de masse chromatographique en phase gazeuse. Dans chaque baie, on a prélevé un échantillon avant le déversement de pétrole et quatre par la suite (1 jour, 2 semaines, 1 année et 2 années après les déversements). Dans les deux semaines après que le pétrole traité non dispersable a été déversé et qu'il s'est échoué (baie 11), on a relevé des niveaux d'accumulation de HCP de 1 à 10 μg/g, dans les sédiments sous le niveau des marées. Les concentrations ont augmenté régulièrement au cours des 2 années suivantes, et, 2 ans après le déversement, jusqu'à 10% du pétrole échoué à l'origine sur les plages était présent dans les sédiments sous les marées. On a détecté des concentrations allant jusqu'à 400 μg/g dans les sédiments situes en mer à faible profondeur. Tous les résidus du pétrole dans les sédiments de surface semblaient se concentrer dans les deux centimètres supérieurs de la colonne de sédiments. Le pétrole emporté par l'érosion de la plage de la baie 11 avait une composition assez hétérogène, avec du pétrole vieilli, biodécomposé, et aussi du pétrole relativement peu vieilli trouvé sur la plage et sur les sédiments au large. La biodécomposition du pétrole semblait être restreinte au pétrole échoué, celui situé en dessous du niveau des marées ne présentant pas de décomposition notable. Au bout de deux ans, les résidus du pétrole en mer contenaient toujours des alcanes de faible poids moléculaireet des naphthalènes alkylisés. Dans la baie 9, où on avait déversé du pétrole dispersé chimiquement près du fond, la situation était tout à fait différente. En dépit de l'exposition à une importante colonne d'eau, les sédiments du fond ne contenaient jamais plus de 10 μg/g de pétrole. De cette quantité, une assez grande partie (20%) de HCP était associée à l'origine à la couche floculeuse de surface. Un an après le déversement, les niveaux de pétrole dans les sédiments de la baie 9 étaient de l'ordre de 1 à 3 μg/g. Les niveaux de HCP dans