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Mature fine tailings from oil sands processing harbour diverse methanogenic communities

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Processing oil sands to extract bitumen produces large volumes of a tailings slurry comprising water, silt, clays, unrecovered bitumen, and residual solvent used in the extraction process. Tailings are deposited into large settling basins, where the solids settle by gravity to become denser mature fine tailings (MFT). A substantial flux of methane, currently estimated at ~40 million L/day, is being emitted from the Mildred Lake Settling Basin. To better understand the biogenesis of this greenhouse gas, the methanogenic consortia in MFT samples from depth profiles in 2 tailings deposits (Mildred Lake Settling Basin and West In-Pit) were analyzed by constructing clone libraries of amplified archaeal and bacterial 16S rRNA genes. The archaeal sequences, whose closest matches were almost exclusively cultivated methanogens, were comparable within and between basins and were predominantly (87% of clones) affiliated with acetoclastic Methanosaeta spp. In contrast, bacterial clone libraries were unexpectedly diverse, with the majority (~55%) of sequences related to Proteobacteria, including some presumptive nitrate-, iron-, or sulfate-reducing, hydrocarbon-degrading genera (e.g., Thauera, Rhodoferax, and Desulfatibacillum). Thus, MFT harbour a diverse community of prokaryotes presumptively responsible for producing methane from substrates indigenous to the MFT. These findings contribute to our understanding of biogenic methane production and densification of MFT in oil sands tailings deposits.

Le traitement des sables bitumineux en vue d’en extraire le bitume génère un grand volume de boues résiduelles qui comprennent de l’eau, du silt, de l’argile, de bitume non extrait et de solvants résiduels utilisés dans le processus d’extraction. Les résidus sont déposés dans de grands bassins où les solides sédimentent par gravité pour devenir des résidus murs fins (MFT, mature fine tailings). Un flux substantiel de méthane, actuellement estimé à ~40 millions L/jour, est émis du bassin de sédimentation de Mildred Lake. Afin de mieux comprendre la biogenèse de ce gaz à effet de serre, les consortiums méthanogènes des échantillons de MFT issus d’une exploration en profondeur de 2 dépôts de résidus (Mildred Lake Settling Basin et West In-Pit) ont été analysés par la construction d’une banque de clones génique de l’ARNr 16S de bactéries et d’archées. Les séquences d’archées, dont les appariements les plus proches étaient constitués presqu’exclusivement de méthanogènes connus, étaient comparables à l’intérieur et entre les bassins, et étaient reliées de manière prédominante (87 % des clones) à l’organisme acétoclastique Methanosaeta spp. Au contraire, les banques de clones bactériens étaient étonnamment diversifiées, la majorité des séquences (~55 %) étant reliées à Proteobacteria, notamment certains genres présumés réducteurs de nitrate, de fer et de sulfate, et dégradant les hydrocarbures (e.g., Thauera, Rhodoferax et Desulfatibacillum). Ainsi, les MFT comprennent une communauté diversifiée de procaryotes présumés responsables de la production de méthane à partir de substrats indigènes des MFT. Ces résultats permettent de mieux comprendre la production et la densification de méthane biogène des MFT des dépôts de résidus de sables bitumineux.

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2010

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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