Jarenlange vaten met industrieel afval blijven de oceaanbodem bij Los Angeles beïnvloeden

Afgedankte vaten op de zeebodem voor de kust van Los Angeles. De afbeelding werd gemaakt tijdens een onderzoek in juli 2021 met het op afstand bestuurde voertuig SuBastian.

In 2020 kwamen angstaanjagende beelden van verroeste metalen vaten in de diepe oceaan voor de kust van Los Angeles in het publieke bewustzijn. Aanvankelijk werden deze vaten in verband gebracht met het toxische pesticide DDT, waarbij sommige vaten werden omringd door spookachtige aura’s in het sediment.

Het was onduidelijk of de vaten DDT-afval bevatten, waardoor de inhoud van de vaten en de mysterieuze aura’s onverklaard bleven. Nu onthult nieuw onderzoek van het Scripps Institution of Oceanography van UC San Diego dat de vaten met aura’s bijtend alkalisch afval bevatten, dat de aura’s creëerde toen het uitlekte.

Hoewel de bevindingen van de studie niet konden identificeren welke specifieke chemicaliën in de vaten aanwezig waren, produceerde de DDT-productie zowel alkalisch als zuur afval. Andere belangrijke industrieën in de regio, zoals olieraffinage, genereerden ook aanzienlijke hoeveelheden alkalisch afval.

“Een van de belangrijkste afvalstromen van DDT-productie was zuur en dat werd niet in vaten gestopt,” zei Johanna Gutleben, postdoctoraal onderzoeker bij Scripps en de eerste auteur van de studie. “Het doet je afvragen: wat was er erger dan DDT-zurenvuil om in vaten te worden gestopt?”

De studie vond ook dat het bijtende afval uit deze vaten delen van de zeebodem transformeerde in extreme omgevingen die natuurlijke hydrothermale bronnen nabootsten, compleet met gespecialiseerde bacteriën die gedijen waar de meeste levensvormen niet kunnen overleven.

De auteurs van de studie gaven aan dat de ernst en omvang van de impact van dit alkalische afval op het mariene milieu afhangen van hoeveel van deze vaten op de zeebodem liggen en welke specifieke chemicaliën zij bevatten.

Ondanks deze onzekerheden zei Paul Jensen, emeritus mariene microbioloog bij Scripps en senior auteur van de studie, dat hij had verwacht dat het alkalische afval snel in zeewater zou oplossen. In plaats daarvan is het al meer dan een halve eeuw persistent, wat suggereert dat dit alkalische afval “nu kan worden toegevoegd aan de lijst van DDT als een persistente verontreiniger met langdurige milieueffecten.”

De studie, gepubliceerd in PNAS Nexus, bevestigt de leidende rol van Scripps in het ontrafelen van de toxische erfenis van ooit legale oceaanstortingen voor de kust van Zuid-Californië. De bevindingen bieden ook een manier om visueel vaten te identificeren die eerder dit bijtende alkalische afval bevatten.

“DDT was niet de enige stof die in dit deel van de oceaan werd gedumpt en we hebben slechts een zeer fragmentarisch idee van wat er nog meer is gedumpt,” zei Gutleben. “We vinden alleen wat we zoeken en tot nu toe hebben we vooral naar DDT gekeken. Niemand dacht aan alkalisch afval voordat dit onderzoek begon en we moeten misschien ook naar andere zaken gaan kijken.”

Van de jaren dertig tot begin jaren zeventig ontvingen 14 diepwaterstortplaatsen voor de kust van Zuid-Californië “raffinaderijafval, filterkuchen en olieboorafval, chemisch afval, afval en vuilnis, militaire explosieven en radioactief afval,” volgens de EPA.

Een paar door Scripps geleide zeebodemonderzoeken in 2021 en 2023 identificeerden duizenden objecten, waaronder honderden afgedankte militaire munitie. Het aantal vaten op de zeebodem blijft onbekend. Sedimenten in het gebied zijn zwaar verontreinigd met het pesticide DDT, een chemische stof die in 1972 is verboden en nu bekend is dat deze schadelijk is voor mensen en dieren.

Beperkte gegevens uit deze periode suggereren dat DDT-afval grotendeels direct in de oceaan werd gepompt. Gutleben gaf aan dat zij en haar co-auteurs aanvankelijk niet van plan waren om het halo-mysterie op te lossen. In 2021, aan boord van het onderzoeksschip Falkor van het Schmidt Ocean Institute, verzamelden zij sedimentmonsters om de verontreiniging nabij Catalina beter te begrijpen. Met behulp van het op afstand bestuurde voertuig SuBastian verzamelde het team sedimentmonsters op nauwkeurige afstanden van vijf vaten, waarvan er drie witte aura’s hadden.

De vaten met witte aura’s presenteerden een onverwachte uitdaging: Binnen de witte aura’s werd de zeebodem plotseling als beton, waardoor de onderzoekers geen monsters konden verzamelen met hun boringapparatuur. Met de robotarm van de ROV verzamelden de onderzoekers een stuk van het verharde sediment van een van de halo-vaten.

Het team analyseerde de sedimentmonsters en het verharde stuk van de halo-vatkorst op DDT-concentraties, mineraalinhoud en microbiële DNA. De sedimentmonsters toonden aan dat de DDT-verontreiniging niet toenam dichter bij de vaten, wat het mysterie van wat ze bevatten verder verdiept.

Tijdens de analyse had Gutleben moeite om microbiële DNA uit de monsters die door de halo’s waren genomen te extraheren. Na een aantal onsuccesvolle pogingen in het lab, testte Gutleben de pH van een van deze monsters. Ze was geschokt te ontdekken dat de pH van het monster extreem hoog was—rond de 12.

Alle monsters van nabij de vaten met aura’s bleken vergelijkbaar alkalisch te zijn. Dit verklaarde de beperkte hoeveelheid microbiële DNA die zij en haar collega’s uit de halo-monsters hadden kunnen extraheren. De monsters hadden een lage bacteriële diversiteit in vergelijking met andere omringende sedimenten en de bacteriën kwamen uit families die zijn aangepast aan alkalische omgevingen, zoals diepzeehydrothermale bronnen en alkalische warmwaterbronnen.

Analyse van de harde korst toonde aan dat deze voornamelijk bestond uit een mineraal genaamd bruciet. Toen het alkalische afval uit de vaten lekte, reageerde het met magnesium in het zeewater om bruciet te creëren, dat het sediment in een betonachtige korst verankerde.

De bruciet lost ook langzaam op, wat de hoge pH in het sediment rond de vaten behoudt en een plaats creëert waar weinig extremofiele microben kunnen overleven. Waar deze hoge pH het omringende zeewater ontmoet, vormt het calciumcarbonaat dat als een witte stof neerslaat, wat de aura’s creëert.

“Dit draagt bij aan ons begrip van de gevolgen van het dumpen van deze vaten,” zei Jensen. “Het is schokkend dat we meer dan 50 jaar later nog steeds deze effecten zien. We kunnen de milieueffecten niet kwantificeren zonder te weten hoeveel van deze vaten met witte aura’s er zijn, maar het heeft duidelijk een lokale impact op microben.”

Eerdere onderzoeken onder leiding van Lisa Levin, co-auteur van de studie en emeritus biologisch oceanograaf bij Scripps, toonden aan dat de biodiversiteit van kleine dieren rond de vaten met aura’s ook was verminderd. Jensen zei dat ongeveer een derde van de vaten die visueel waren waargenomen aura’s hadden, maar het is onduidelijk of deze verhouding geldt voor het gehele gebied en het blijft onbekend hoeveel vaten er op de zeebodem liggen.

De onderzoekers stellen voor om witte aura’s te gebruiken als indicatoren van alkalisch afval, wat kan helpen om snel de omvang van de alkalische afvalverontreiniging nabij Catalina te beoordelen. Volgend willen Gutleben en Jensen experimenteren met DDT-gecontamineerde sedimenten die van de stortplaats zijn verzameld om te zoeken naar microben die in staat zijn DDT af te breken.

De langzame microbiële afbraak die de onderzoekers nu bestuderen, kan de enige haalbare hoop zijn voor de verwijdering van het DDT dat decennia geleden werd gedumpt. Jensen zei dat het fysiek verwijderen van de verontreinigde sedimenten, naast dat het een enorme logistieke uitdaging zou zijn, waarschijnlijk meer schade dan goed zou doen.

“De hoogste concentraties DDT liggen ongeveer 4 of 5 centimeter onder het oppervlak—dus het is een beetje ingekapseld,” zei Jensen. “Als je dat zou proberen op te zuigen, zou je een enorme sedimentpluim creëren en die verontreiniging in de waterkolom roeren.”

Naast Gutleben, Jensen en Levin, hebben Sheila Podell, Douglas Sweeney en Carlos Neira van Scripps Oceanography de studie mede-auteur gemaakt, samen met Kira Mizell van de U.S. Geological Survey.