维多利亚·柯林斯《对话》 油矿尾矿是水、悬浮沙、粘土和残余沥青的混合物
信用:丹·普拉特/坎瓦 阿尔伯塔省提取的每桶沥青中，大约有1
产生5桶不可回收的尾矿量
仅在2019年，估计就有1
产生了500万桶尾矿，这将需要5到10年的时间来清理并恢复原状
截至2017年，超过1
阿尔伯塔省北部的北方森林地区积聚了20亿立方米的液态尾矿，足以将整个省掩埋在1
8米液体废料
尾矿是油矿的最大负债
艾伯塔省能源监管机构的一项调查估计，油矿开采作业设施的总清理成本约为1300亿美元，批评者表示担心，经济衰退可能会让纳税人承担这些成本
然而油矿经营者仍然致力于恢复受到采矿活动干扰的北方森林
作为一名研究补救和生物技术的科学家，我与工业界和合作者合作开发解决方案，帮助清理目前储存在油矿区的大量尾矿，包括基于自然的回收方法
为什么填海这么有挑战性？ 油矿尾矿是水、悬浮沙、粘土和残余沥青的混合物
它们是用热水处理碎矿石释放被困沥青的副产品
油砂尾矿被泵入艾伯塔省的尾矿池
信用:弗朗西斯·布莱克/坎瓦 尾矿储存在池塘中，较重的物质在池塘中迅速沉淀到底部，释放出水，在提取过程中重新使用
剩余的细固体，如粘土，继续沉淀并增加密度，直到材料足够干燥，可以用于再生景观——如果不处理，这个过程可能需要长达150年
粘土颗粒周围形成一层水，阻止它们相互作用，使它们保持悬浮，即使较大的颗粒沉降
这种悬浮液可以很薄，像巧克力牛奶，也可以很厚，像布丁
水必须被移除，以便材料可以用来填充空的矿坑，并支撑恢复景观所需的干净沙子和表土的重量
你不能在布丁的基础上种植森林
如果掩埋的尾矿流动性太大，地面就会不稳定
目前有几种技术用于去除尾矿中的水，例如水分离聚合物和巨型离心机，但是，考虑到储存的尾矿量巨大，这些技术并不具有成本效益，并且可能仍然不能去除足够的水用于回收
基于自然的解决方案 在过去的20年里，科学家们在研究自然如何帮助解决人类引起的问题如土地扰动方面取得了长足的进步
这包括几项研究，评估油矿尾矿上的植物生长，以及利用植物解决尾矿量问题的潜力
植物非常有效地从地下抽取截留的水，并通过一种叫做蒸发的过程将其释放到环境中
例如，据报道，生长在土壤中的杨树每天蒸发6升至757升的水，这取决于树的大小和状况
然而，尾矿并不特别适合植物生长，因为它们可能缺乏氮等营养物质，并且通常含有碳氢化合物、环烷酸、盐和重金属
科学家们正在评估新的基于植物的技术，这些技术可以帮助去除尾矿中的水分，使它们适合帮助重建艾伯塔省北部的北方森林
信用:杰森五世/坎瓦 油矿经营者努力避免将非本地植物物种引入艾伯塔省北部，以避免对生态系统的进一步破坏
这将植物的选择限制在耐寒的北方物种，这些物种通常与快速生长的入侵物种没有相同的活力
然而，研究表明，添加促进植物生长的补充剂可能有助于克服本土物种面临的一些挑战
在最近一项由行业资助的研究中，我们发现将富含蛋白质的化合物hydrochar与一系列不同类型的细菌结合，增加了植物可利用的营养物质，包括氮，并促进了它们在尾矿上的生长，该研究即将在同行评议的期刊上发表
植物生长得越多，尾矿就越干燥——越坚实
3后
5个月后，植物不仅干燥了尾矿，还用根纤维等有机物质丰富了尾矿，并通过分泌有机分子改善了尾矿固体的结构
最终结果是尾矿看起来更像土壤，而不是干粘土
这一概念验证研究仅限于大型室外温室实验，但这一概念在更广泛的行业中获得了动力
实地试验的目标是在2023年，在回收之前，本地北方植物物种将被用于在一个小的实验性尾矿坑中干燥尾矿
运营商还在资助一项研究，该研究使用无人机和浮岛来观察如何在准备关闭的尾矿库上播种幼苗
尽管在油矿行业能够利用植物去除尾矿中的水分之前，仍有工作要做，但仍有很大的潜力
基于植物的补救策略是一种被动的技术，使其成为一种潜在的具有成本效益的工具，可以通过加快油区的复垦速度来减轻油区经营者和加拿大人面临的责任风险
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