effects and managements of oil spills in marsh ecosystems 1996

8/8/2019 Effects and Managements of Oil Spills in Marsh Ecosystems 1996

1/52

nUOCS S t u d yMMS 9 8 - 0 0 1 8

E f f e c t s a n d M a n a g e m e n to f O i l S p i l l s i n Ma r s h Ec o s y s t e msA Re v i e w Pr o d u c e d f r o m a Wo r k s h o pC o n v e n e d J u l y 1 9 9 6 a t M c N e e s e S t a t e U n i v e r s i t y

U . S . De p a r t me n t o f t h e I n t e r i o rAN Mi n e r a l s Ma n a g e me n t S e r v i c eGu l f o f Me x i c o OCS Re g i o n


2/52

OCS S t u d yMMS 9 8 - 0 0 1 8

E f f e c t s a n d Ma n a g eme n to f O i l S p i l l s i n Ma r s h Ec o s y s t e msA Re v i e w Pr o d u c e d f r o m a Wo r k s h o pCo n v e n e d J u l y 1 9 9 6 a t Mc Nee s e S t a t e U n i v e r s i t y

E d i t o rC Edwa r d P r o f f i t t

P r e p a r e d u n d e r MMS C o n t r a c t1 4 - 3 5 - 0 0 0 1 - 3 0 69 0b yMc Nees e S t a t e U n i v e r s i t yL o u i s i a n a E n v i r o n me n t a l Re s e a r c h Ce n t e rL a k e C h a r l e s , L o u i s i a n a

P u b l i s h e d b y

U . S . De p a r t me n t o f t h e I n t e r i o rMi n e r a l s Man ag emen t S e r v i c e New Or l e a n sGu l f o f Me x i c o OCS Re g i o n Ma r c h 1 9 9 8


3/52

DI SCLAI MERT h i s r e p o r t wa s p r e p a r e d u n d e r c o n t r a c t b e t we e n t h e Mi n e r a l s Ma n a g em e n t S e r v i c e ( MMS)

a n d McN e e s e S t a t e U n i v e r s i t y . T h i s r e p o r t h a s b e e n t e c h n i c a l l y r e v i e we d b y t h e e d i t o r s a n d b y t h eMMS, a n d i t h a s b e e n a p p r o v e d f o r p u b l i c a t i o n . A pp r o v a l d o e s n o t s i g n i f y t h a t t h e c o n t e n t sn e c e s s a r i l y r e f l e c t t h e v i e ws a n d p o l i c i e s o f t h e MMS, n o r d o e s me n t i o n o f t r a d e n am e s o rc o mme r c i a l p r o d u c t s c o n s t i t u t e e n d o r s e me n t o r r e c o mme n d a t i o n f o r u s e . I t i s , h o w e v e r , e x e mp tf r o m r e v i e w a n d c o mp l i a n c e w i t h t h e MMS d i t o r i a l s t a n d a r d s .

REPORT AVAI LABI L I TYE x t r a c o p i e s o f h i s r e p o r t ma y b e o b t a i n e d f r o m t h e P u b l i c I n f o r m a t i o n O f f i c e ( Ma i l S t o p

5 0 3 4 ) a t t h e f o l l o w i n g a d d r e s s :US . De p a r t me n t o f t h e I n t e r i o rM i n e r a l s Ma n a g em e n t S e r v i c eGu l f o f Me x i c o OCS Re g i o nP u b l i c I n f o r m a t i o n O f f i c e ( MS 5 0 3 4 )1 2 0 1 El mwo o d P a r k Bo u l e v a r dNew O r l e a n s , L o u i s i a n a 7 0 1 2 3 - 2 3 9 4T e l e p h o n e : 1 - 8 0 0 - 2 0 0 - GUL F o r

( 5 0 4 ) 7 3 6 - 2 5 1 9

CI T A T I ONS u g g e s t e d c i t a t i o n :P r o f f i t t , C. E . ( e d . ) . 1 9 9 8 . E f f e c t s a n d ma n a g em e n t o f o i l s p i l l s i n ma r s h e c o s y s t e ms : a r e v i e w

p r o d u c e d f r o m a wo r k s h o p c o n v e n e d J u l y 1 9 9 6 a t M cN e e s e S t a t e U n i v e r s i t y . OCS S t u d yMMS9 8 - 0 0 1 8 . US . D e p t . o f h e I n t e r i o r , M i n e r a l s M a n a g e m e n t S e r v i c e , Gu l f o f Me x i c oOCS Re g i o n , New O r l e a n s , LA . x i i + 4 6 p p .

i i i


4/52

PREFACE

T h i s d o c u m e n t wa s p r o d u c e d b y p a r t i c i p a n t s o f a Wo r k s h o p h e l d i n J u l y o f 1 9 9 6 a tMc Ne e s e S t a t e U n i v e r s i t y a n d s p o n s o r e d b y t h e U S . M i n e r a l s Ma n a g e me n t S e r v i c e . I t i s af o l l o w - u p d o c u m e n t t o t h e P r o c e e d i n g s o f a Sy mp o s i u m h e l d i n New O r l e a n s o n J u l y 1 4 - 1 5 ,1 9 9 4 e n t i t l e d Gu l f o f Me x i c o a n d Ca i r b b ea n O i l S p i l l s i n C o a s t a l E c o s y s t e ms : A s s e s s i n gE f f e c t s , Na t u r a l R e c o v e r y , a n d P r o g r e s s i n Re me d i a t i o n R e s e a r c h . A p r e v i o u s wo r k s h o p h e l dA u g u s t 1 9 9 5 a d d r e s s e d ma n g r o v e e c o s y s t e ms a n d a r e p o r t f r o m t h a t wo r k s h o p wa sp u b l i s h e d b y MMS a s w e l l . T he s y mp o s i u m a n d wo r k s h o p s we r e s u p p o r t e d u n d e r ac o o p e r a t i v e a g r e e me n t b e t we e n MMSa n d Mc Ne e s e S t a t e U n i v e r s i t y . T h e s e c t i o n s i n t h i sr e p o r t h a v e b e e n r e v i e we d e d i t o r i a l l y , b u t h a v e n o t b e e n s u b j e c t e d t o p e e r r e v i e w .

ACKNOWLEDGEMENTS

T h e De p a r t me n t o f H e a l t h a n d C o n s u m e r S c i e n c e s p r o v i d e d c o n f e r e n c e r o o m s p a c ea n d a u d i o v i s u a l e q u i p me n t . Ms . D o n n a J . D e v l i n , Ms . J e n n i f e r Y o u n g , Mr . D a n i e l S mi t h ,a n d Mr . J a c q u e Da r b o n n e a s s i s t e d i n s e t u p a n d a d mi n i s t r a t i v e s u p p o r t o f t h e me e t i n g .

v


5/52

TABLE OF CONTENTSP a g e

PREFACE vEFFECTS OF OI LE f f e c t s o f O i l o n Ma r s h Ma c r o p h y t e s 1S . R P e z e s h k i , MW H e s t e r , Q L i n ,a n d J . An d r e w NymanE f f e c t s o f Pe t r o l e u m H y d r o c a r b o n s o n C o a s t a l Ma r s h B i o g e o c h e mi c a l 1 9P r o c e s s e sJ . A . Nyman a n dM WoodSP I L L CLEANUP ANDREMEDI ATI ONUs e o f C l e a n e r s i n Re mo v i n g O i l f r o m Ma r s h P l a n t s : R e s p o n s e o f S e l e c t e d 2 3US . Gu l f Coas t S p e c i e s .S R P e z e s h k i a n d R D D e L a u n eI n - s i t u Bu r n i n g o f O i l e d We t l a n d s a s a Cl e a n u p Te c h n i q u e 3 3M W H e s t e r a n d J . A NymanP h y t o r e m e d i a t i o n : a B i o r e me d i a t i o n i n t h e Rh i z o p h e r e 3 7Q L i nB i o r e me d i a t i o n Re s e a r c h a n d De v e l o p me n t f o r Ma r i n e O i l S p i l l s 4 1R G F o r r e s t

v i i


6/52

L i s t o f F i g u r e sNo . P a g e

F i g u r e 1 . R e s p o n s e s o f s t o ma t a l c o n d u c t a n c e i n S p a r t i n a a l t e r n i f l o r a t o v a r i o u so i l t y p e s , o i l + c l e a n e r ( COR EXI T 9 5 8 0 ) , a n d c o n t r o l . Th e o i l t y p e si n c l u d e d So u t h L o u i s i a n a Cr u d e o i l ( S L C) a n d Bu n k e r C o i l . Th el e a v e s we r e i n i t i a l l y c o a t e d w i t h o i l . S t o m a t a l d a t a we r e c o l l e c t e d o n

l e a v e s t h a t e x i s t e d a t t h e t i m e o f t r e a t m e n t i n i t i a t i o n a n d we r e i n i t i a l l yc o a t e d w i t h o i l . S t o m a t a l me a s u r e me n t s we r e c o n d u c t e d 2 8 d a y s a f t e rt r e a t m e n t i n i t i a t i o n . V a l u e s a r e t h e m e a n f o r s i x r e p l i c a t i o n s . 2 9

F i g u r e 2 . E f f e c t o f COREXI T 9 5 8 0 o n r e s t o r i n g s t o m a t a l c o n d u c t a n c e o f o i l e dS p a r t i n a a l t e r n i f l o r a , S . p a t e n s , a n d P a n i c u m h e mi t o mo n . Da t a we r ec o l l e c t e d o n l e a v e s t h a t e x i s t e d a t t h e t i m e o f t r e a t m e n t i n i t i a t i o n a n d

we r e c o a t e d i n i t i a l l y w i t h o i l . Th e l e a v e s we r e c o a t e d w i t h S ou t hL o u i s i a n a Cr u d e o i l . S t o m a t a l me a s u r e me n t s we r e c o n d u c t e d 5 8 d a y sa f t e r i n i t i a l t r e a t m e n t . V a l u e s a r e t h e m e a n f o r f i v e r e p l i c a t e d

me a s u r e me n t s . 3 0F i g u r e 3 . R e s p o n s e s o f n e t p h o t o s y n t h e s i s ( u mo l COZ mZ l e a f a r e a s - 1 ) i n

S p a r t i n a a l t e r n i f l o r a t o B u n k e r C o i l , o i l + c l e a n e r ( COR EXI T 9 5 8 0 ) ,a n d c o n t r o l . Th e l e a v e s we r e i n i t i a l l y c o a t e d w i t h o i l . P h o t o s y n t h e t i cme a s u r e me n t s we r e c o n d u c t e d o n l e a v e s t h a t e x i s t e d a t t h e t i m eo f t r e a t m e n t i n i t i a t i o n . P h o t o s y n t h e t i c me a s u r e me n t s we r e c o n d u c t e d1 4 d a y s a f t e r t r e a t m e n t i n i t i a t i o n . V a l u e s a r e t h e m e a n f o r s i xr e p l i c a t i o n s . 3 1

F i g u r e 4 . A b ov e - g r o u n d l i v e b i o ma s s a c c u mu l a t i o n i n S p a r t i n a a l t e r n i f l o r a e i g h tw e e k s a f t e r t r e a t m e n t . Da t a we r e c o l l e c t e d o n p l a n t s c o a t e d w i t hB u n k e r C o i l . Th e c l e a n e r , COREXI T 9 5 8 0 , wa s a p p l i e d t o p l a n t s o n ed a y a f t e r i n i t i a l o i l i n g . V a l u e s a r e t h e m e a n f o r s i x r e p l i c a t e d p o t s( Re d r a wn f r o m P e z e s h k i e t a l . 1 9 9 5 ) . 3 2

i x


7/52

L i s t o f T a b l e sNo . P a g eT a b l e 1 . E f f e c t s o f L o u i s i a n a c r u d e o i l ( u n l e s s o t h e r w i s e n o t e d ) on US .

Gu l f c o a s t a l ma r s h s p e c i e s . T a b l e a d a p t e d f r o m a wo r k s h o p h a n d o u tp r o v i d e d b y C . E . P r o f f i t t . 1 4T a b l e 2 . T h e e f f e c t o f c r u d e o i l a n d d i s p e r s a n t s on S p a r t i n a a l t e r n i f l o r a .T a b l e a d a p t e d f r o m a wo r k s h o p h a n d o u t p r o v i d e d b y C. E . P r o f f i t t . 1 6T a b l e 3 . T h e e f f e c t s o f r e f i n e d o i l o n S p a r t i n a a l t e r n i f l o r a . T a b l e a d a p t e d f r o ma wo r k s h o p h a n d o u t p r o v i d e d b y C . E . P r o f f i t t . 1 7

x i


8/52

E f f e c t s o f O i l o n Ma r s h Ma c r o p h y t e sS . R P e z e s h k i ' , M W H e s t e r 2 , Q L i n 3 , a n d J . A . Ny ma n 4

De p a r t me n t o f B i o l o g y ,U n i v e r s i t y o f Me mp h i s ,Me mp h i s , TN 3 8 1 5 2De p a r t me n t o f B i o l o g i c a l S c i e n c e s ,S o u t h e a s t e r n L o u i s i a n a U n i v e r s i t y ,Ha mmo n d , LA 7 0 4 0 2We t l a n d B i o g e o c h e mi s t r y I n s t i t u t e ,L o u i s i a n a S t a t e U n i v e r s i t y ,Ba t o n Ro u g e , LA 7 0 8 0 3De p a r t me n t o f B i o l o g y ,U n i v e r s i t y o f S o u t h w e s t e r n L o u i s i a n a ,L a f a y e t t e , LA 7 0 5 0 4

I NTRODUCTI ON

US . Gu l f C o a s t a l ma r s h e s c o n t a i n p r o d u c t i v e d i v e r s e h a b i t a t s t h a t a r e i m p o r t a n t f o rm a n y r e a s o n s i n c l u d i n g p r o t e c t i o n o f s h o r e l i n e f r o m wa v e a c t i o n s ( We b b 1 9 7 7 ) , p r o v i d i n g f i s ha n d w i l d l i f e h a b i t a t s , a n d i mp r o v i n g w a t e r q u a l i t y ( M i t s c h a n d G o s s e l i n k 1 9 9 3 ) . T h r o u g h o u tt h e r e g i o n , s i g n i f i c a n t p e t r o l e u m e x p l o r a t i o n , r e f i n i n g , s t o r i n g , a n d t r a n s p o r t a t i o n a c t i v i t i e s a r ec o n d u c t e d o n a r o u t i n e b a s i s a n d t h e s e ma r s h e s a r e t h e r e f o r e s u b j e c t t o o c c a s i o n a l o i l s p i l l s .F i e l d a n d l a b o r a t o r y s t u d i e s o f t h e e f f e c t s o f o i l o n c o a s t a l ma r s h v e g e t a t i o n a r e n u me r o u s( T a b l e s 1 , 2 , 3 ) b u t o u r a b i l i t y t o p r e d i c t t h e e f f e c t s o f o i l o n ma r s h v e g e t a t i o n i s l i mi t e d b e c a u s en o s i n g l e s t u d y h a s , o r l i k e l y e v e r w i l l , a d d r e s s t h e m a n y f a c t o r s c o n t r o l l i n g v e g e t a t i o nr e s p o n s e s . L a b o r a t o r y s t u d i e s mu s t l i mi t t h e i r s c o p e t o a l l o w d e t a i l e d s t u d y o f o n e t o s e v e r a lf a c t o r s u n d e r a s m a l l r a n g e o f c o n d i t i o n s b u t p r o v i d e l i mi t e d a p p l i c a t i o n t o f i e l d c o n d i t i o n sb e c a u s e o f t h e i r l i mi t e d s c o p e . On t h e o t h e r h a n d , d a t a g a t h e r e d f r o m o i l s p i l l s i n t h e f i e l d a r eo f t e n d i f f i c u l t t o i n t e r p r e t o r a r e o f l i mi t e d p r e d i c t i v e v a l u e b e c a u s e o f t h e l a c k o f p r e - s p i l l s i t ec h a r a c t e r i z a t i o n , d i f f i c u l t i e s i n e s t a b l i s h i n g p o s t - s p i l l c o n t r o l o r r e f e r e n c e s i t e s , a n d d i f f e r e n c e si n t h e c l e a n u p m e t h o d o l o g i e s e mp l o y e d ( Me n d e l s s o h n e t a l . 1 9 9 3 a , 1 9 9 5 ) . F u r t h e r m o r e , s o mei mp o r t a n t q u e s t i o n s r e g a r d i n g t h e me c h a n i s ms o f o i l a c t i o n s a t t h e s u b o r g a n i s m a l l e v e l r e ma i nu n a n s we r e d . T h e o b j e c t i v e o f t h i s r e v i e w i s t o s y n t h e s i z e t h e e x i s t i n g i n f o r m a t i o n i n a ma n n e rt h a t ma y h e l p u n d e r s t a n d h o w o i l a f f e c t s ma c r o p h y t e s i n c o a s t a l s y s t e ms wi t h e mp h a s i s p l a c e do n U . S . Gu l f c o a s t a l ma r s h e s .

1


9/52

PHYSI CALLY I NDUCED EFFECTSP h y s i c a l i m p a c t s a c t p r i ma r i l y t h r o u g h t h e c o a t i n g o f t h e p l a n t a n d s o i l s u r f a c e s . D i r e c t

c o n t a c t o f o i l w i t h t h e l e a f s u r f a c e a p p e a r s t o h a v e mo r e i mme d i a t e e f f e c t s t h a n o i l i n g t h es e d i m e n t s u r f a c e , wh i c h g e n e r a l l y e x e r t s i t s n e g a t i v e e f f e c t s o v e r a l o n g e r t i me p e r i o d a s n e wl ye me r g e n t s h o o t s c o n t a c t t h e s e d i me n t o i l , t h e r e b y p o t e n t i a l l y l i mi t i n g r e g e n e r a t i o n ( Me n d e l s s o h ne t a l . 1 9 9 0 , Me n de l s s o h n e t a l . 1 9 9 3 a , We b b 1 9 9 5 ) . Al t h ou g h l e a f c o a t i n g ma y r e s u l t i n mo r ei mme d i a t e r e s p o n s e , t h e ma r s h ma y b e mo r e s e n s i t i v e t o s o i l c o a t i n g . Me n d e l s s o h n e t a l .( 1 9 9 3 b ) r e p o r t e d t h a t u n d e r g r e e n h o u s e c o n d i t i o n s a n o i l i n g r a t e o f 8 L i n - ' o f So u t h L o u i s i a n aCr u d e t o t h e s e d i me n t o f S p a r t i n a a l t e r n i f l o r a wa s r e q u i r e d t o s i g n i f i c a n t l y r e d u c ep h o t o s y n t h e s i s , wh e r e a s o n l y 4 L i n - ' wa s r e q u i r e d t o s i g n i f i c a n t l y r e d u c e v e g e t a t i v e r e g r o wt ho f n e w t i l l e r s t h r o u g h t h e o i l e d s e d i me n t . De a t h o f S . a l t e r n i f l o r a h a s b e e n r e p o r t e d w h e n h i g hl e v e l s o f c r u d e o i l s a c c u mu l a t e i n t h e s e d i me n t o r r e ma i n i n t h e ma r s h f o r e x t e n d e d p e r i o d s o ft i m e ( H o l t e t a l . 1 9 7 8 , Al e x a n d e r a n d We b b 1 9 8 7 , K r e bs a n d T a n n e r 1 9 8 1 a , b ) .

When o i l c o a t s p l a n t l e a v e s , t e mp e r a t u r e s t r e s s o c c u r s i n l e a v e s b e c a u s e o f b l o c k e dt r a n s p i r a t i o n p a t h wa y s ( s t o ma t a ) a n d p ho t o s y n t h es i s i s a l s o r e d u c e d be c a u s e o f r e s t r i c t e d e n t r yo f COz ( We b b 1 9 9 5 , Pe z e s h k i e t a l . 1 9 9 5 ) . T h e d e g r e e t o wh i c h t r a n s p i r a t i o n a n dp h o t o s y n t h es i s a r e r e d u c ed by p h y s i c a l bl o c k ag e o f s t o ma t a d e p e n d s o n t h e a mo u n t o f p l a n tc o v e r e d by o i l , wh i c h i n t u r n v a r i e s wi t h t h e o i l a mo u n t s , t h e wa t e r c o n d i t i o n s , o i l t y p e a n d t h ed i s p e r s i o n o f o i l . St o ma t a l bl o c k ag e c a n l e a d t o p l a n t m o r t a l i t y o r c a n be f o l l o we d b y r e c o v e r yo f g a s e x c h a n g e a c t i v i t y a n d r e g r o wt h o f n e w s h o o t s a s h a s b e e n r e p o r t e d f o r s e v e r a l ma r s hs p e c i e s i n c l u d i n g S . a l t e r n i f l o r a ( Pe z e s h k i a n d D e L a u n e 1 9 9 3 , Webb 1 9 9 5 ) a n d J u n c u sr o eme r i a n u s ( Pe z e s h k i a n d D e L a u n e 1 9 9 3 )

Th e t r a n s p o r t o f a t mo s p h e r i c o x y g e n f r o m t h e l e a v e s t o r o o t s i n we t l a n d p l a n t s i s w e l ld o c u me n t e d a s a me c h a n i s m o f r e d u c i n g o x y g e n s t r e s s i n p l a n t r o o t s g r o wi n g i n f l o o d e de n v i r o n me n t s wh e r e s o i l o x y g e n i s l i mi t e d o r e s s e n t i a l l y a b s e n t ( Ar ms t r o ng 1 9 7 9 ) . T h e r e f o r e ,t h e b l o c k a g e o f l e a f s t o m a t a w i t h o i l ma y r e s t r i c t o x y g e n d i f f u s i o n t o t h e r o o t s a n d i n c r e a s e r o o to x y g e n s t r e s s , wh i c h i s a p r i ma r y f a c t o r l i mi t i n g p l a n t g r o wt h i n w e t l a n d s . S i mi l a r l y , o i lc o v e r i n g t h e ma r s h s e d i me n t s u r f a c e r e s t r i c t s t h e m o v e m e n t o f o x y g e n i n t o t h e s e d i me n t a n d c a nr e s u l t i n mo r e a n a e r o b i c s e d i me n t c o n d i t i o n s , t h e r e b y e x a c e r b a t i n g o x y g e n s t r e s s o n p l a n t r o o t s( Ra n we l l 1 9 6 8 , Co we l l 1 9 6 9 ) .CHEMI CALLY I NDUCED EFFECTS

O i l t h a t s o me t i me s f o u l s c o a s t a l ma r s h e s c a n c o v e r a wi d e r a n g e o f c h e mi c a l c o mp o s i t i o n sf r o m l i g h t , r e f i n e d o i l s t o h e a v y , c r u d e o i l s a n d t h e c h e mi c a l i m p a c t s o f o i l o n v e g e t a t i o n v a r yg r e a t l y a m o n g d i f f e r e n t o i l s . Fo r i n s t a n c e , c e r t a i n c r u d e o i l s s u c h a s Ar a bi a n Cr u d e , L i by a nC r u d e , Me x i c a n C r u d e , No . 6 f u e l a p p e a r e d t o h a v e f e w s h o r t - t e r m e f f e c t s o n S . a l t e r n i f l o r a( T a b l e s 1 , 2 , a n d 3 ) . I n c o n t r a s t , r e f i n e d , l i g h t o i l s a n d B u n k e r C a p p a r e n t l y p e n e t r a t e i n t op l a n t s a n d s u b s e q u e n t l y p r e v e n t l e a f a n d s h o o t r e g e n e r a t i o n ( P e z e s h k i e t a l . 1 9 9 5 , Webb 1 9 9 5 ) .A u r t h e r c o n s i d e r a t i o n o f t h e i mp a c t o f o i l o n s a l t ma r s h p l a n t s p e c i e s wa s r a i s e d by G i l f i l l a ne t a l . ( 1 9 8 9 ) , who r e p o r t e d t h a t i n s o me s a l t - t o l e r a n t p l a n t s , p e t r o l e u m h y d r o c a r b o n s mayd a ma g e r o o t me mb r a n e s , t h e r e b y a d v e r s e l y a f f e c t i n g t h e i o n i c b a l a n c e o f t h e p l a n t s a n d t h e i ra b i l i t y t o t o l e r a t e s a l i n i t y . Th e c h e m i c a l e f f e c t s o f o i l c a n b e c l a s s i f i e d a s s h o r t - t e r m a n d l o n g -

2


10/52

t e r m . T h e a d v e r s e e f f e c t s o f o i l o n p l a n t s r a n g e f r o m s h o r t - t e r m r e d u c t i o n s i n t r a n s p i r a t i o n a n dc a r b o n f i x a t i o n t o p l a n t m o r t a l i t y ( B a k e r 1 9 7 0 , D e L a u n e e t a l . 1 9 7 9 , A l e x a n d e r a n d We b b 1 9 8 5 ,P e z e s h k i a n d D e L a u n e 1 9 9 3 ) . T h e l o n g - t e r m e f f e c t s r a n g e f r o m n o v i s i b l e e f f e c t s t o p l a n tm o r t a l i t y . Ch e mi c a l e f f e c t s c a n a l s o b e c l a s s i f i e d o n t h e b a s i s o f s i n g l e a n d c h r o n i c e x p o s u r et o o i l .

S h o r t - T e r m Vs L o n g - T e r m R e s p o n s e T o O i l i n gS h o r t l y a f t e r o i l i n g , S a l t e r n i f l o r a p l a n t s h a d r e d u c e d s t o ma t a l c o n d u c t a n c e a n d n o

d e t e c t a b l e p h o t o s y n t h e t i c a c t i v i t y ( P e z e s h k i e t a l . 1 9 9 5 ) . T h i s f i n d i n g i n d i c a t e d t h e p o t e n t i a lb r e a k d o w n o f p h o t o s y n t h e t i c a p p a r a t u s i n l e a v e s d i r e c t l y s u b j e c t e d t o o i l a p p l i c a t i o n ( P e z e s h k ie t a l . 1 9 9 5 ) . S u c h b r e a k d o wn o f l e a f s t r u c t u r e a n d / o r c h l o r o p h y l l s y s t e m ma y o c c u r b e c a u s eo f b l o c k e d l e a f t r a n s p i r a t i o n l e a d i n g t o d r a ma t i c l e a f t e m p e r a t u r e i n c r e a s e s a n d / o r d i r e c t a d v e r s ee f f e c t s o f o i l p e n e t r a t i n g i n t o t h e l e a f t i s s u e d e s t r o y i n g c e l l u l a r i n t e g r i t y . I n S . a l t e r n i f l o r a ,o i l i n g l e d t o l e a f d e a t h f o r t h o s e l e a v e s t h a t we r e s u b j e c t e d t o o i l i n g u p t o 4 0 d a y s a f t e r o i l i n g( P e z e s h k i e t a l . 1 9 9 5 ) .

A l t h o ug h i n i t i a l , s h o r t - t e r m a d v e r s e e f f e c t s o f o i l o n p l a n t s a r e o f t e n d r a ma t i c , p l a n t s ma yr e c o v e r i n t h e l o n g - t e r m . F o r i n s t a n c e , c o mp l e t e o i l i n g o f S . a l t e r n i f l o r a p l a n t s w i t h 3 3we a t h e r e d So u t h L o u i s i a n a c r u d e i n i t i a l l y c a u s e d r a p i d d e a t h o f a l l e x i s t i n g l e a v e s ( P e z e s h k i e ta l . 1 9 9 5 ) . Ho we v e r , n e w l e a f p r o d u c t i o n b e g a n w i t h i n t wo w e e k s , a n d t wo mo n t h s a f t e r o i l i n g ,t h e g a s e x c h a n g e me a s u r e me n t s c o n d u c t e d o n l e a v e s t h a t h a d e me r g e d a f t e r o i l i n g s h o w e d t h a tt h e n e w l e a v e s h a d s i m i l a r g a s e x c h a n g e r a t e s t o t h a t o f c o n t r o l p l a n t s . T h i s f i n d i n g i s i na g r e e me n t w i t h p r e v i o u s wo r k b y D e L a u n e e t a l . ( 1 9 7 9 ) , Smi t h e t a l . ( 1 9 8 4 ) , a n d P e z e s h k i a n dD e L a u n e ( 1 9 9 3 ) wh o a l s o f o u n d t h a t S . a l t e r n i f l o r a a n d J u n c u s r o e me r i a n u s p l a n t s r e c o v e r e df r o m o i l i n g w i t h So u t h L o u i s i a n a Cr u d e .

T h e s e f i n d i n g s s u g g e s t t h a t t h e a d v e r s e e f f e c t s o f l e a f o i l i n g o n p h o t o s y n t h e s i s o f S .a l t e r n i f l o r a ma y b e a s h o r t - t e r m r e s p o n s e . A l t h o ug h p l a n t s u r v i v a l i s p o s s i b l e , s u r v i v a l may b es p e c i e s s p e c i f i c a n d ma y d e p e n d o n s e v e r a l f a c t o r s s u c h a s t h e p l a n t s p e c i e s b e i n g o i l e d , t h e t y p ea n d a m o u n t o f o i l a n d t h e m o d e o f d e l i v e r y . F o r i n s t a n c e , S . a l t e r n i f l o r a p l a n t s o i l e d w i t hB u n k e r C o i l d i d n o t p r o d uc e n e w l e a v e s a n d t h e p l a n t s d i e d ( P e z e s h k i e t a l . 1 9 9 5 ) . T h ed i f f e r e n t e f f e c t s o f S o u t h L o u i s i a n a Cr u d e a n d B un k e r C o n S a l t e r n i f l o r a p r o b a b l y r e s u l t e df r o m d i f f e r e n c e s i n t o x i c i t y . I n f o r m a t i o n o n t h e r e l a t i v e t o x i c i t y o f o t h e r p e t r o l e u mh y d r o c a r b o n s o n ma r s h v e g e t a t i o n i s l a c k i n g .

S i n g l e Vs . Ch r o n i c Ex p o s u r e T o O i lS h o r t - t e r m r e c o v e r y f r o m a s i n g l e a p p l i c a t i o n o f o i l d o e s n o t n e c e s s a r i l y r e p r e s e n t p l a n tr e s p o n s e s t o c h r o n i c o i l s p i l l s . Ch r o n i c o i l s p i l l r e s u l t s i n p e n e t r a t i o n a n d a c c u mu l a t i o n o f o i l

i n t h e s e d i m e n t , wh i c h ma y c o a t n e wl y r e g e n e r a t e d s h o o t s , d a m a g e p l a n t r e g e n e r a t i o n p r o c e s s e s ,a n d p o s e s l o n g - t e r m a d v e r s e e f f e c t s o n p l a n t g r o wt h a n d p r o d u c t i v i t y ( Me n d e l s s o h n e t a l . 1 9 9 3 b ,We b b 1 9 9 5 ) . S u b s t a n t i a l m o r t a l i t y o f S . a l t e r n i f l o r a s t a n d s h a s b e e n r e p o r t e d w h e n h i g h l e v e l so f c r u d e o i l s a c c u mu l a t e d i n t h e s e d i m e n t o r r e ma i n e d i n t h e ma r s h f o r e x t e n d e d p e r i o d o f t i m e( H o l t e t a l . 1 9 7 8 , A l e x a n d e r a n d We b b 1 9 8 7 , Kr e bs a n d T a n n e r 1 9 8 1 a , b ) . S u c h a d v e r s e l o n g -t e r m e f f e c t s o n p l a n t s ma y i m p a c t t h e a s s o c i a t e d a q u a t i c h a b i t a t s b e c a u s e ma r s h v e g e t a t i o n3


11/52

p r o v i d e d e t r i t u s t o f o o d w e b s ( M i t s c h a n d G o s s e l i n k 1 9 9 3 ) .SEASON OF SPI L L

T h e s e a s o n d u r i n g wh i c h a n o i l s p i l l o c c u r s ma y p l a y a n i mp o r t a n t r o l e i n i n f l u e n c i n gt h e i mp a c t o f o i l o n v e g e t a t i o n ( R a n w e l l a n d He we t t 1 9 6 4 , B a k e r 1 9 7 1 , G e t t e r e t a l . 1 9 8 4 , Webb1 9 9 5 ) . Ra n we l l a n d He we t t ( 1 9 6 4 ) o b s e r v e d t h a t d u r i n g t h e p e r i o d o f s e n e s c e n c e , e v e nr e l a t i v e l y f r e s h o i l d i d n o t c a u s e s i g n i f i c a n t mo r t a l i t y i n s a l t ma r s h v e g e t a t i o n . T h i s s u g g e s t st h a t p l a n t s a r e mo r e s e n s i t i v e t o o i l a p p l i c a t i o n d u r i n g t h e i r a c t i v e g r o wi n g p e r i o d t h a n o t h e rp e r i o d s . A l e x a n d e r a n d We b b ( 1 9 8 5 ) r e p o r t e d t h a t No . 2 f u e l o i l a p p l i e d t o t h e s e d i m e n t a n dt h e e n t i r e S p a r t i n a a l t e r n i f l o r a s h o o t a t a r a t e o f 2 L M- 2 c a u s e d a g r e a t e r r e d u c t i o n i n l i v eb i o ma s s i n May ( d u r i n g t h e g r o wt h s e a s o n ) t h a n i n No v e mb e r ( a t t h e e n d o f t h e g r o wt h s e a s o n ) .T h e a d v e r s e e f f e c t s o f o i l a p p l i c a t i o n t o S . a l t e r n i f l o r a we r e mo r e s e v e r e d u r i n g t h e s p r i n gs e a s o n t h a n t h e f a l l s e a s o n ( We b b 1 9 9 5 ) . A r e c e n t s t u d y ( L i n a n d Me n d e l s s o h n , u n p u b l i s h e dd a t a ) s h o w e d t h a t a p p l i c a t i o n o f 8 L M- 2 o f s o u t h L o u i s i a n a c r u d e o i l t o t h e s o i l s u b s t r a t e c a u s e dmuc h g r e a t e r r e d u c t i o n o f p h o t o s y n t h e t i c r a t e , a b o v e g r o u n d b i o ma s s a n d r e g r o w t h b i o ma s s o fS . a l t e r n i f l o r a a n d S a g i t t a r i a l a n c i f o l i a i n J u n e t h a n i n l a t e O c t o b e r , s u p p o r t i n g t h e h y p o t h e s i st h a t p l a n t s a r e mo r e s e n s i t i v e t o o i l i n t h e a c t i v e g r o wi n g s e a s o n . B a k e r ( 1 9 7 1 ) i n d i c a t e d t h a ta ma r k e d r e d u c t i o n o f f l o w e r i n g c a n o c c u r i f p l a n t a b o v e g r o u nd a r e o i l e d w h e n f l o we r b u d s a r ed e v e l o p i n g , a n d f l o w e r s , i f o i l e d , r a r e l y p r o d u c e s e e d s . A d d i t i o n a l l y , o i l i n g o f s e e d s ma yr e d u c e g e r m i n a t i o n .I NT ER SP ECI F I C SENSI T I VI T Y TO OI L SPI L L S

US . Gu l f c o a s t a l ma r s h e s a r e c o mp o s e d o f d i v e r s e p l a n t s p e c i e s o c c u py i n g v a r i o u se c o l o g i c a l z o n e s i n c l u d i n g s a l t , b r a c k i s h a n d f r e s h w a t e r h a b i t a t s . Th e s a l t ma r s h , b r a c k i s h a n df r e s h w a t e r ma r s h e s d i f f e r i n p l a n t s p e c i e s a n d t i d a l r e g i m e s a n d t h e r e f o r e d i f f e r i n f u n c t i o n a lc a p a b i l i t i e s . Fo r i n s t a n c e , f r e s h w a t e r ma r s h e s g e n e r a l l y s u p p o r t a mo r e d i v e r s e p l a n t a n dw i l d l i f e c o mmu n i t y wh e r e a s s a l t ma r s h e s g e n e r a l l y s u p p o r t mo r e c o mme r c i a l l y i mp o r t a n te s t u a r i n e f i s h s p e c i e s . I n v e s t i g a t i o n o f o i l e f f e c t s o n w e t l a n d v e g e t a t i o n , u p t o d a t e , wa s l a r g e l yc o n d u c t e d i n s a l t ma r s h ( De L a u n e e t a l . , 1 9 7 9 , F e r r e l l e t a l . , 1 9 8 4 , A l e x a n d e r a n d We b b , 1 9 8 5a n d 1 9 8 7 , L i e t a l . , 1 9 9 0 , Me n d e l s s o h n e t a l . , 1 9 9 0 a n d 1 9 9 3 a , L i n a n d Me n d e l s s o h n , 1 9 9 6 ) .O i l c o n c e n t r a t i o n s i n t h e s o i l g r e a t e r t h a n 2 - 1 0 . 5 mg g ' c a u s e d d e c r e a s e d l i v e s t e m d e n s i t y o fS a l t e r n i f l o r a a n d l e d t o l o n g - t e r m i mp a c t s ( K r e b s a n d T a n n e r 1 9 8 1 a , b , A l e x a n d e r a n d We b b1 9 8 7 ) . A p p l i c a t i o n o f s o u t h L o u i s i a n a c r u d e o i l a t r a t e s o f 4 L m2 a n d h i g h e r r e d u c e d s t e md e n s i t y , b i o ma s s a n d r e g r o w t h o f S a l t e r n i f l o r a a n d Sp a t e n s . P l a n t mo r t a l i t y o c c u r r e d a t h i g ho i l d o s a g e s o f 8 L M- 2 a n d a b o v e ( L i n a n d Me n d e l s s o h n 1 9 9 6 ) . I n a c o mp a r a t i v e s t u d yc o n d uc t e d o n t wo s a l t m a r s h s p e c i e s , J . r o e me r i a n u s wa s i n i t i a l l y l e s s s e n s i t i v e t h a n S .a l t e r n i f l o r a a s wa s e v i d e n t f r o m p h o t o s y n t h e t i c r e s p o n s e s . Ho we v e r , b o t h s p e c i e s r e c o v e r e dr a p i d l y ( P e z e s h k i a n d D e L a u n e 1 9 9 3 ) .

Th e r i s k o f o i l s p i l l s i n t h e c o a s t a l f r e s h w a t e r ma r s h e s i s a l s o h i g h b e c a u s e o fe x p l o r a t i o n , p r o d u c t i o n , t r a n s p o r t a t i o n , r e f i n e r y , a n d s t o r a g e o f p e t r o l e u m o i l i n o r n e a r t h e s ema r s h e s . Ho we v e r , l e s s i n f o r ma t i o n i s a v a i l a b l e o n t h e e f f e c t s o f o i l o n f r e s h w a t e r ma r s h p l a n t sc o mp a r e d w i t h s a l t ma r s h . G e n e r a l l y , t h e s p e c i e s d i v e r s i t y i s g r e a t e r i n f r e s h w a t e r z o n e ( Mi t s c h

4


12/52

a n d G o s s e l i n k 1 9 9 3 ) . T h e s e s p e c i e s h a v e d i f f e r e n t f o l i a g e c h a r a c t e r i s t i c s a n d t h u s r e s p o n d t oo i l i n g . T h i s s e n s i t i v i t y d i f f e r e n c e i s l i k e l y t o b e o f g r e a t e r c o n s e q u e n c e i n f r e s h w a t e r ma r s h e sd u e t o g r e a t e r s p e c i e s d i v e r s i t y t h a n s a l t a n d b r a c k i s h ma r s h e s . I n a c o mp a r a t i v e i n v e s t i g a t i o no f t h e e f f e c t o f o i l o n ma r s h v e g e t a t i o n , L i n a n d Me n d e l s s o h n ( 1 9 9 6 ) r e c e n t l y r e p o r t e d t h a t t h ef o u r f r e s h ma r s h p l a n t s p e c i e s , S . l a n c i f o l i a , E l e o c h a r i s q u a d r a n g u l a t a , Cy p e r u s o r d o r a t u s , a n dAmma n i a t e r e s , o c c u r r e d i n t h e s o d s o f t h e f r e s h ma r s h r e c e i v i n g n o o i l , b u t n o C o r d o r a t u sa n d A . t e r e s s u r v i v e d i n a n y o f t h e o i l t r e a t e d s o d s . E l e o c h a r i s q u a d r a n g u l a t a c o u l d o n l y e x i s ta t o i l l e v e l s u p t o 8 L i n - ' b u t e x p e r i e n c e d r e d u c e d b i o ma s s w i t h i n c r e a s i n g o i l d o s a g e u p t o t h a tl e v e l . S . l a n c i f o l i a o c c u r r e d a t a l l o i l d o s a g e s a n d f o r me d mo n o s p e c i f i c c o mmu n i t i e s a t 1 6 a n d2 4 L M - 2 o f o i l , e x h i b i t i n g a h i g h o i l t o l e r a n c e a n d e v e n a n e n h a n c e m e n t i n g r o wt h wi t h h i g h e ro i l d o s a g e . An o i l s p i l l i n a f r e s h w a t e r ma r s h ( B u r k 1 9 7 7 ) e l i m i n a t e d 1 8 p l a n t s p e c i e s , r e d u c e1 4 s p e c i e s i n r e l a t i v e a b u n d a n c e , a n d i n c r e a s e d o r u n a f f e c t e d 2 3 s p e c i e s i n r e l a t i v e a b u n d a n c ef o l l o w i n g t h e s p i l l , s h o wi n g v e r y d i f f e r e n t r e s p o n s e o f f r e s h w a t e r s p e c i e s t o t h e o i l s p i l l .

C h a n g e s i n p l a n t c o mmu n i t y c o mp o s i t i o n may a l s o b e c o m e e v i d e n t f o l l o wi n g a n o i l s p i l la n d s u b s e q u e n t c l e a n u p e f f o r t s b e c a u s e o f t h e d i f f e r e n t s e n s i t i v i t i e s d i s p l a y e d t o o i l s d i s p l a y e db y d i f f e r e n t p l a n t s p e c i e s F o r i n s t a n c e , i n a s p i l l o f So u t h L o u i s i a n a Cr u d e Oi l i n ab r a c k i s h s a l i n e ma r s h i n s o u t h L o u i s i a n a , Me n d e l s s o h n e t a l ( 1 9 9 0 , 1 9 9 3 a ) n o t e d t h a t D i s t i c h l i ss p i c a t a b e c a me mo r e a b u n d a n t o v e r a p e r i o d o f s e v e r a l y e a r s f o l l o wi n g t h e s p i l l i n a r e a s o f t h ema r s h t h o u g h t t o h a v e b e e n p r e v i o u s l y d o mi n a t e d b y Sp a r t i n a p a t e n s I n a r e a s d o mi n a t e d b yS . a l t e r n i f l o r a , i n c r e a s e d c o v e r b y D s p i c a t a w a s l e s s p r o n o u n c e d , a n d g e n e r a l l y o f s h o r t e rd u r a t i o n t h a n i n t h e mo r e b r a c k i s h a r e a s o f t h e ma r s h .I NT RASPEC I F I C SENSI T I VI T Y T O OI L SPI L L S

R e c e n t l y , H e s t e r e t a l . ( i n p r e p . ) i n v e s t i g a t e d t h e e f f e c t s o f o i l i n g o n g e n o t y p e s c o l l e c t e df r o m t e n d i f f e r e n t Gu l f c o a s t p o p u l a t i o n s o f S p a r t i n a p a t e n s , a b r a c k i s h ma r s h d o mi n a n t .S i g n i f i c a n t i n t r a s p e c i f i c ( w i t h i n s p e c i e s ) v a r i a t i o n i n s e n s i t i v i t y t o o i l i n g wa s e v i d e n t w h e n S o u t hL o u i s i a n a Cr u d e o i l wa s a p p l i e d a t t h e r a t e o f 5 L n - ' t o t h e s e d i m e n t s u r f a c e . Ge n o t y p e s f r o mt h e d i f f e r e n t p o p u l a t i o n s d i s p l a y e d s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e s i n t h e d e g r e e t o wh i c h p h o t o s y n t h e s i sa n d v e g e t a t i v e r e g r o w t h we r e i m p a c t e d . T h e r e f o r e , i n a d d i t i o n t o t h e o t h e r f a c t o r s s u c h a s t y p ea n d a m o u n t o f o i l , s i t e c h a r a c t e r i z a t i o n , a n d s e a s o n , i t ma y b e t h a t s o m e o f t h e a p p a r e n ti n c o n s i s t e n c i e s i n t h e r e p o r t e d r e s p o n s e s o f c e r t a i n ma r s h ma c r o p h y t e s t o o i l i n g c a n b e p a r t i a l l ye x p l a i n e d b y w i t h i n s p e c i e s v a r i a t i o n i n o i l t o l e r a n c e .EFFECTS OF CLEANUP AC T I V I T I ES ON MARSH VEGETATI ON

Al t h o u g h s o m e p l a n t s p e c i e s a p p a r e n t l y t o l e r a t e b e i n g c o a t e d b y s o m e c r u d e o i l s , r e f i n e do i l s o n v e g e t a t i o n a n d h i g h s e d i me n t c o n c e n t r a t i o n s o f c r u d e o i l s p i l l s c a n d e s t r o y ma r s h p l a n tc o mmu n i t i e s ( H e r s h n e r a n d L a k e 1 9 8 0 , H a m p s o n a n d M o u l 1 9 7 8 ) . T h u s , i n c a s e s wh e r e r e f i n e do i l s o r l a r g e a mo u n t s o f c r u d e o i l a r e i n v o l v e d , c l e a n u p ma y b e d e s i r a b l e b u t i t i s n o t c l e a r w h a tc l e a n u p o p e r a t i o n s a r e u s e f u l i n w e t l a n d s . T h e p r e s e n t t e c h n i q u e s o f d e a l i n g w i t h o i l s p i l l i nw e t l a n d s c a n b e c l a s s i f i e d a s me c h a n i c a l o r c h e m i c a l me t h o d s . T h e e f f e c t o f b u r n i n g a s ac l e a n u p t e c h n i q u e i s c o n s i d e r e d i s a s e p a r a t e s e c t i o n . De t e r mi n i n g a p r o p e r s t r a t e g y i n v o l v e sc o n s i d e r a t i o n s o f t r a d e - o f f b a l a n c i n g d a m a g e t o a ma r s h a n d s h o r t - t e r m a n d l o n g - t e r m e f f e c t s

5


13/52

o f o i l t o x i c i t y ( J o h n s o n a n d P a s t o r o k 1 9 8 5 ) .O i l c a n b e c o l l e c t e d a n d s k i mme d b u t t h i s ma y g r e a t l y d a ma g e p l a n t s ( OTA 1 9 9 0 ) . Some

o n - s c e n e c o o r d i n a t o r s h a v e c u t a n d r e mo v e d a l l o i l e d ma r s h v e g e t a t i o n t o p r e v e n t c o n t a mi n a t i o no f w i l d l i f e , b u t t h i s h a s c a u s e d p e r ma n e n t p l a n t l o s s a n d s o i l e r o s i o n ( B a c a e t a l . 1 9 8 5 ) . C u t t i n gi s t h e r e f o r e n o t a v a l u a b l e t o o l i n L o u i s i a n a ' s c o a s t a l ma r s h e s wh e r e ma r s h l o s s i s a l r e a d y s e v e r e( G a g l i a n o e t a l . 1 9 8 1 ) . Me n d e l s s o h n e t a l . ( 1 9 9 0 ) f o u n d t h a t p h y s i c a l d i s t u r b a n c e o f v e g e t a t i o na n d s o i l a s s o c i a t e d w i t h c l e a n - u p a c t i v i t i e s h a d d e t r i me n t a l a n d l o n g l a s t i n g e f f e c t s o n ma r s hv e g e t a t i o n . Ho f f e t a l . ( 1 9 9 3 ) f o u n d t h a t h u m a n f o o t t r a f f i c c a u s e d g r e a t e r mo r t a l i t y t oS a l i c o r n i a / D i s t i c h l i s ma r s h t h a n No r t h S l o p e c r u d e . I t a p p e a r s t h a t p h y s i c a l r e s p o n s e s , o t h e rt h a n g e n t l e f l u s h i n g o f wa t e r t h r o u g h t h e o i l e d m a r s h , a r e n o t u s e f u l i n Gu l f Co a s t ma r s h e sb e c a u s e c l e a n u p a c t i v i t i e s w i l l l i k e l y k i l l ma r s h v e g e t i o n a n d c r e a t e s h a l l o w p o n d s t h a t w i l l n o tr e v e g e t a t e . T h u s , c h e mi c a l r e s p o n s e s a r e mo r e l i k e l y t h a n p h y s i c a l r e s p o n s e s . Ch e mi c a lr e s p o n s e s t o o i l s p i l l s a r e a l s o a v a i l a b l e . D i s p e r s a n t s a r e b e c o mi n g l e s s t o x i c a n d t h e i r u s e mayi n c r e a s e ( Cu n n i n g h a m e t a l . 1 9 9 1 ; D a n i e l s 1 9 9 5 ) b u t t h e y w i l l n o t l i k e l y b e d e p l o y e d d i r e c t l yi n ma r s h e s wh e r e t h e r e i s l i t t l e w a t e r t o d i l u t e t h e d i s p e r s e d o i l ( OT A 1 9 9 0 ) . I n s t e a d ,d i s p e r s a n t s w i l l l i k e l y b e u s e d o n l y i n d e e p wa t e r w i t h g o o d c i r c u l a t i o n . Ho we v e r , ma r s h p l a n t sc o u l d s t i l l b e e x p o s e d t o d i s p e r s a n t s a n d t o d i s p e r s e d o i l p r e s e n t i n a d j a c e n t r i v e r s , b a y o u s ,l a k e s , o r b a y s . U n f o r t u n a t e l y , n o d a t a a r e a v a i l a b l e t o e v a l u a t e t h e e f f e c t s o f d i s p e r s a n t s o rd i s p e r s e d o i l o n ma r s h v e g e t a t i o n .

An e w c h e m i c a l a l t e r n a t i v e i s a c l e a n e r r a t h e r t h a n a d i s p e r s a n t ( F i o c c o e t a l . 1 9 9 1 ) , i td o e s n o t d i s p e r s e o i l b u t a l l o w s o i l t o b e w a s h e d f r o m s u r f a c e s s u c h a s r o c k s o r v e g e t a t i o n b a c ki n t o t h e w a t e r wh e r e i t c a n b e c o l l e c t e d . C l e a n e r s mi g h t s o me d a y b e u s e d t o c l e a n ma r s hv e g e t a t i o n f r i n g i n g r i v e r s , b a y o u s , a n d l a k e s wh e r e w i l d l i f e u s e i s c o n c e n t r a t e d b e c a u s e f r i n g i n gma r s h e s a r e h e a v i l y u t i l i z e d b y w i l d l i f e e v e n t h o u g h t h e y a r e s m a l l i n a r e a . O i l e d f r i n g i n gma r s h e s h a v e c a u s e d s i g n i f i c a n t b i r d mo r t a l i t y i n p r e v i o u s o i l s p i l l s ( A l e x a n d e r e t a l . 1 9 7 9 ) .T e a s e t a l . ( 1 9 9 3 ) r e c e n t l y s h o w e d t h a t c l e a n i n g p r e v e n t e d mo r t a l i t y o f o i l e d r e d ma n g r o v e s( Rh i z o p h o r a ma n g l e ) b y r e mo v i n g o i l t h a t o t h e r w i s e s u f f o c a t e d r o o t s , a n d P e z e s h k i e t a l . ( 1 9 9 5 )s h o w e d t h a t c l e a n i n g p r e v e n t e d mo r t a l i t y o f S . a l t e r n i f l o r a c o a t e d w i t h B u n k e r C Cl e a n i n gSo u t h L o u i s i a n a Cr u d e f r o m S a l t e r n i f l o r a p r e v e n t e d l e a f d e a t h b u t wa s n o t n e e d e d t o p r e v e n tp l a n t d e a t h . Th e u s e o f t h i s me t h o d , h o we v e r , r e q u i r e s mo r e i n f o r ma t i o n r e g a r d i n g t h e t o x i c i t yo f c l e a n e r s t o v a r i o u s o r g a n i s ms ( F i n g a s e t a l . 1 9 8 9 , F i o c c o e t a l . 1 9 9 1 ) .

A h i r d c h e m i c a l r e s p o n s e i s t h e a p p l i c a t i o n o f n u t r i e n t s t o o i l e d ma r s h e s t o s p e e db a c t e r i a l c o n s u mp t i o n o f t h e o i l . N u t r i e n t s c o u l d b e a p p l i e d t o s p i l l e d o i l i n wa t e r b o d i e s b e f o r ei t r e a c h e s t h e ma r s h . N u t r i e n t a d d i t i o n s a r e a l s o t h e o n l y r e s p o n s e t h a t c o u l d c o n c e i v a b l ea p p l i e d o n a wi d e s c a l e b a s i s t o ma r s h e s t h a t h a v e a l r e a d y b e e n f o u l e d w i t h o i l . Ho we v e r , s o m ep l a n t c o mmu n i t i e s ma y b e s e n s i t i v e t o n u t r i e n t a d d i t i o n s , a s i n d i c a t e d b y t h e e f f e c t s o f c h r o n i cn u t r i e n t a d d i t i o n s t o t h e F l o r i d a E v e r g l a d e s ( D a v i s 1 9 9 4 ) . F u r t h e r m o r e , t h e f a t e o f a d d e dn u t r i e n t s i s u n k n o w n b u t s h o u l d b e d e t e r m i n e d t o p r e v e n t e u t r o p h i c a t i o n o f a d j a c e n t wa t e rb o d i e s . P ho s p h o r u s a d d e d t o ma r s h e s i s mo r e l i k e l y t o b e t r a n s p o r t e d t o a d j a c e n t wa t e r b o d i e st h a n n i t r o g e n b e c a u s e w e t l a n d s p r o mo t e d e n i t r i f i c a t i o n ( M i t s c h a n d G o s s e l i n k 1 9 9 3 ) , b u t i t i sn o t k n o w n wh i c h f e r t i l i z e r f o r m u l a t i o n s s i mu l t a n e o u s l y ma x i mi z e o i l c o n s u mp t i o n a n dd e n i t r i f i c a t i o n .

An o t h e r r e s p o n s e t o s p i l l e d o i l ma y b e n o a c t i o n , wh i c h h a s b e e n t h e c a s e f o r s o m e r o c k ys h o r e l i n e s ( Me a r n s 1 9 9 3 ) . T h i s i s b e c a u s e o i l e v a p o r a t e s a n d n a t u r a l l y d e g r a d e s i n we t l a n d s o i l s

6


14/52

( De L a u n e e t a l . 1 9 8 0 , Ha mb r i c k e t a l . 1 9 8 0 ) , a n d b e c a u s e ma r s h p l a n t s c a n r e c o v e r f r o mf o u l i n g w i t h s o m e o i l s e v e n t h o u g h s o m e l e a f d e a t h ma y o c c u r . No a c t i o n mi g h t b e t h e m o s tu s e d a p p r o a c h b e c a u s e p h y s i c a l c l e a n u p a c t i v i t i e s i s s o d a ma g i n g t o v e g e t a t i o n a n d b e c a u s e o fu n c e r t a i n t y r e g a r d i n g c l e a n e r a n d d i s p e r s a n t t o x i c i t y a n d u n c e r t a i n t y r e g a r d i n g t h e f a t e o f a d d e dn u t r i e n t s ( OT A 1 9 9 0 , Me a r n s 1 9 9 3 ) .

Al t h o u g h o i l e d v e g e t a t i o n ma y r e t u r n t o n o r ma l w i t h o u t c l e a n u p o p e r a t i o n s i n a r e a s o ft h e ma r s h wh e r e l i t t l e o i l a c c u mu l a t e s o n t h e s o i l s u r f a c e , r e c o v e r y i s n o t l i k e l y wh e r es i g n i f i c a n t o i l a c c u mu l a t i o n o n t h e s o i l s u r f a c e c a u s e s p l a n t mo r t a l i t y , p r e v e n t s r e g e n e r a t i o n ,a n d c a u s e s l o s s o f s u r f a c e e l e v a t i o n . I n s u c h a r e a s , s e d i m e n t s t r i p p i n g mi g h t b e u s e f u l .S e d i me n t s t r i p p i n g r e s u l t s i n c o mp l e t e p l a n t mo r t a l i t y a n d e l i mi n a t e s t h e p o t e n t i a l f o r r e c o v e r yb u t p l a n t r e c o v e r y i s u n l i k e l y i n s u c h a r e a s a n y w a y ( K r e b s a n d T a n n e r 1 9 8 1 a , b ) . F o l l o wi n gs t r i p p i n g , v e g e t a t i o n c a n r e t u r n t o n o r ma l i f t h e o r i g i n a l e l e v a t i o n i s r e s t o r e d b y f i l l i n g s e d i me n t s( K r e b s a n d T a n n e r 1 9 8 1 b , Va n d e r mu l e n e t a l . 1 9 8 1 ) . S t r i p p i n g w i t h o u t r e s t o r a t i o n o f t h eo r i g i n a l e l e v a t i o n n o t o n l y p r e v e n t s r e v e g e t a t i o n o f t h e s t r i p p e d a r e a b e c a u s e o f e x c e s s i v ef l o o d i n g , b u t a l s o c a u s e s e r o s i o n o f a d j a c e n t , h e a l t h y a r e a s b e c a u s e o f c h a n g e s i n t i d a l p r i s m( s e e Kr e b s a n d T a n n e r 1 9 8 1 b , Va n d e r mu l e n e t a l . 1 9 8 1 ) .I NDI RECT EFFECTS

Th e f a i l u r e o f c e r t a i n a r e a s t o r e v e g e t a t e f o l l o w i n g a n o i l s p i l l ma y b e l i n k e d t o i n c r e a s e df l o o d i n g s t r e s s r e s u l t i n g f r o m e r o s i o n o f t h e ma r s h s u b s t r a t e f o l l o w i n g p l a n t s t r e s s a n d d e a t hf r o m t h e i n i t i a l o i l i mp a c t . I n t h e a b s e n c e o f h e a l t h y v e g e t a t i o n t o t r a p a n d b i n d ma r s hs e d i m e n t s , ma r s h s u r f a c e s g e n e r a l l y e r o d e t o a l o we r e l e v a t i o n , r e s u l t i n g i n t h e f o r ma t i o n o fs ma l l d i e b a c k p o n d s . E l e v a t i o n ma y a l s o b e l o s t u p o n p l a n t m o r t a l i t y a s t h e p e a t n e t wo r k d e c a y s( De L a u n e e t a l . 1 9 9 4 ) . O n c e e l e v a t i o n i s l o s t , v e g e t a t i o n r a r e l y a g a i n c o l o n i z e s t h e o p e n wa t e r .R a t h e r , s m a l l d i e b a c k p o n d s o f t e n c o a l e s c e t o f o r m l a r g e r , s h a l l o w o p e n wa t e r b o d i e s . I n as o u t h L o u i s i a n a b r a c k i s h s a l i n e ma r s h t h a t h a d e x p e r i e n c e d l o c a l i z e d d e a t h o f t h e v e g e t a t i o nf o l l o w i n g a n o i l s p i l l o f S o u t h L o u i s i a n a c r u d e , Me n d e l s s o h n e t a l . ( 1 9 9 3 a ) f o u n d t h a t i n c r e a s i n gt h e s u b s t r a t e e l e v a t i o n b y o n l y 1 0 - 1 5 c m h a d a s i g n i f i c a n t e f f e c t o n wh e t h e r t r a n s p l a n t s o fS p a r t i n a a l t e r n i f l o r a g r e w v i g o r o u s l y o r we r e s t r e s s e d t o t h e p o i n t o f n o t s u r v i v i n g . Ot h e rs t u d i e s h a v e s i m i l a r l y f o un d ma r s h e l e v a t i o n a l d i f f e r e n c e s t o h a v e a s i g n i f i c a n t i mp a c t o n p l a n ts t r e s s a n d p r o d u c t i v i t y ( Me n d e l s s o h n a n d Mc Kee 1 9 8 8 , B u r d i c k a n d Me n d e l s s o h n 1 9 9 0 , Wi l s e ye t a l . 1 9 9 2 ) . T h e r e f o r e , i n d i r e c t e f f e c t s f r o m o i l s p i l l s , s u c h a s s u b s e q u e n t l o w e r i n g o f t h ema r s h s u r f a c e r e s u l t i n g f r o m s e d i me n t e r o s i o n f o l l o w i n g l o c a l i z e d p l a n t d e a t h , ma y n e e d t o b ec o n s i d e r e d i n d e c i s i o n s c o n c e r n i n g s u i t a b l e r e s t o r a t i o n o f o i l e d ma r s h e s .

O i l ma y a l s o a f f e c t s o i l mi c r o b i a l c o mmu n i t i e s ( A l e x a n d e r a n d S c h wa r z 1 9 8 0 ) , wh i c h a r ei mp o r t a n t i n r e g u l a t i n g t h e f l o w o f e n e r g y f r o m p l a n t s t o f o o d w e b s a n d i n c o n t r o l o f n u t r i e n tr e g e n e r a t i o n i n ma r s h s o i l s t h a t i n f l u e n c e s p l a n t p r o d u c t i v i t y ( K n o x 1 9 8 6 ) . T h u s , i f t o x i cc o mp o n e n t s o f o i l i n h i b i t e d b a c t e r i a l d e c o m p o s i t i o n o f s o i l o r g a n i c m a t t e r a n d t h e a s s o c i a t e dn u t r i e n t r e mi n e r a l i z a t i o n , p l a n t g r o wt h wo u l d b e s l o we d . Ho we v e r , t h e o n l y s t u d y t o a d d r e s st h i s i s s u e f o un d t h a t L o u i s i a n a a n d Ar a b i a n Cr u d e o i l s i n c r e a s e d r a t h e r t h a n d e c r e a s e dd e c o mp o s i t i o n o f s o i l o r g a n i c ma t t e r i n f r e s h ma r s h s o i l s ( Ny ma n a n d P a t r i c k 1 9 9 5 ) . T h i swo u l d s u g g e s t i n c r e a s e d n u t r i e n t r e mi n e r a l i z a t i o n r a t e s , a n d mi g h t e x p l a i n o b s e r v a t i o n s o fe n h a n c e d p l a n t g r o wt h f o l l o w i n g o i l a p p l i c a t i o n t o S a l t e r n i f l o r a ( H e r s h n e r a n d Mo o r e 1 9 7 7 ,

7


15/52

Kr e b s e t a l . 1 9 8 1 b , L i e t a l . 1 9 9 0 ) a n d S . l a n c i f o l i a ( L i n a n d Me n d e l s s o h n 1 9 9 6 ) . A d d i t i o n a ld a t a i s n e e d e d r e g a r d i n g t h e e f f e c t s o f o t h e r o i l s a n d t h e r e s p o n s e s o f o t h e r ma r s h t y p e s b e f o r ec a u s e a n d e f f e c t c a n b e a s s u me d h o w e v e r .CONCLUSI ONS

As wa s p o i n t e d o u t , U . S . Gu l f C o a s t a l ma r s h e s a r e c o m p o s e d o f d i v e r s e ma c r o p hy t es p e c i e s o c c up y i n g v a r i o u s e c o l o g i c a l z o n e s . S u c h s p e c i e s d i v e r s i t y r e q u i r e s s p e c i e s s p e c i f i c a n do i l - s p e c i f i c d a t a t o a s s e s s t h e e f f e c t s o f o i l o n v a r i o u s s p e c i e s a s w e l l a s t h e p o t e n t i a l d i f f e r e n c e sa m o n g d o mi n a n t s p e c i e s t o d i f f e r e n t o i l t y p e s t h a t a r e b e i n g e x p l o r e d , r e f i n e d , s t o r e d o rt r a n s p o r t e d i n t h e r e g i o n . Mo r e r e s e a r c h i s n e e d e d t o a s s e s s t h e e f f e c t s o f o i l o n n o n - f r e s hma r s h p l a n t s p e c i e s . I n a d d i t i o n , d a t a a r e n e e d e d o n t h e e f f e c t i v e n e s s o f me t h o d s u s e d i nr e mo v i n g o i l f r o m v e g e t a t i o n i n d i f f e r e n t ma r s h h a b i t a t s a n d t h e p o t e n t i a l s e n s i t i v i t y o f v a r i o u ss p e c i e s t o s u c h a p p r o a c h e s .

T h e e f f e c t s o f o i l s p i l l s o n ma r s h e s a r e c o mp l e x a n d n e e d t o b e c o n s i d e r e d a t s e v e r a ls c a l e s o f r e s o l u t i o n a n d m o d e s o f i mp a c t . I t i s g e n e r a l l y r e c o g n i z e d t h a t l i g h t e r we i g h t o i l s a r emo r e i mm e d i a t e l y t o x i c t o p l a n t s a n d o t h e r o r g a n i s ms t h a n h e a v i e r o i l s . Ho we v e r , m a n y o f t h em o d e s o f i mp a c t t o ma r s h ma c r o p hy t e s i n v o l v e e f f e c t s r e l a t e d t o s m o t h e r i n g o f t h e g a s e x c h a n g es u r f a c e s o f t h e p l a n t , o r o f l i m i t i n g g a s e x c h a n g e i n t o a n o i l - c o a t e d s e d i me n t . F o r t h e s e t y p e so f i mp a c t s , h e a v i e r w e i g h t o i l s c a n b e a s d e t r i me n t a l t o v e g e t a t i o n h e a l t h a s l i g h t e r we i g h t o i l sa c t i n g a t t h e c e l l u l a r l e v e l b y a l t e r i n g me mb r a n e p e r m e a b i l i t y o r d i s r u p t i n g v a r i o u s f a c e t s o f t h ep l a n t s ' me t a b o l i s m . D i r e c t e f f e c t s o f o i l i n g o f ma r s h ma c r o p hy t e s t e n d t o b e m o s t s e v e r e o na b o v e g r o u n d t i s s u e a n d o f t e n a c t v i a d i r e c t t i s s u e t o x i c i t y o r b l o c k a g e o f g a s e x c h a n g e i nt r a n s p i r a t i o n a n d p h o t o s y n t h e s i s . T h e e f f e c t s o i l o n a n d i n t h e ma r s h s e d i me n t c a n l e a d t oi n c r e a s e d o x y g e n s t r e s s i n b e l o wg r o u n d t i s s u e s d u e t o r e d u c e d g a s e x c h a n g e , d i s r u p t r o o tme mb r a n e s a n d i o n s e l e c t i v i t y , a n d ma y a d v e r s e l y a f f e c t v e g e t a t i v e r e g r o wt h a s n e w , s e n s i t i v es h o o t s c o n t a c t t h e o i l a s t h e y e me r g e .

D i f f e r e n c e s i n t h e s e n s i t i v i t y t o o i l i n g a r e e v i d e n t a t t h e l e v e l o f t h e c o mmu n i t y , s p e c i e s ,a n d i n d i v i d u a l . F o r i n s t a n c e , S a g i t t a r i a l a n c i f o l i a , a f r e s h ma r s h d o mi n a n t h a s r e c e n t l y b e e ns h o w n t o h i g h l y r e s i s t a n t t o o i l i n g w i t h S o u t h L o u i s i a n a Cr u d e . W t h i n S p a r t i n a p a t e n s , ab r a c k i s h ma r s h d o mi n a n t , g e n o t y p e s c o l l e c t e d f r o m d i f f e r e n t Gu l f c o a s t p o p u l a t i o n s h a v e b e e nr e c e n t l y s h o w n t o d i s p l a y s i g n i f i c a n t v a r i a t i o n i n t h e i r r e s p o n s e t o o i l i n g . F u t u r e r e s e a r c h i sn e e d e d t h a t a d d r e s s e s t h e me c h a n i s ms u n d e r l y i n g t h e s e d i f f e r e n c e s b e t we e n s p e c i e s a n d w i t h i ns p e c i e s i n t h e i r s u s c e p t i b i l i t y o r t o l e r a n c e t o o i l i n g . I n a d d i t i o n , mo r e r e s e a r c h i s n e e d e d t os t u d y t h e e f f e c t s o f o i l o n f r e s h ma r s h d u e t o t h e l i k e l i h o o d o f g r e a t e r d i f f e r e n t r e s p o n s e o fh i g h l y d i v e r s e s p e c i e s t o o i l i n g .On e t i me o i l s p i l l s , d e p e n d i n g o n o i l t y p e a n d a m o u n t ma y n o t n e e d e x t e n s i v e c l e a n u p .I n f a c t , a c t i v i t i e s a s s o c i a t e d w i t h c l e a n u p t h a t d r i v e o i l i n t o t h e s e d i me n t o r d e s t r o y t h e p l a n t r o o tn e t w o r k , s u c h a s ma r s h b u g g y t r a f f i c a n d h u m a n f o o t t r a f f i c , ma y c a u s e p e r ma n e n t p l a n tmo r t a l i t y . I n d i r e c t e f f e c t s o n t h e mi c r o b i a l c o mmu n i t y a n d n u t r i e n t c y c l i n g , a s w e l l a s p o s s i b l el o s s o f ma r s h s u r f a c e e l e v a t i o n f o l l o w i n g p l a n t s t r e s s a n d / o r d e a t h f r o m o i l i n g , n e e d t o b ec o n s i d e r e d w h e n a s s e s s i n g o i l i m p a c t s a n d f o r mu l a t i n g m a n a g e m e n t a n d r e s t o r a t i o n p l a n s .Cl e a n u p a c t i v i t y mi g h t o n l y b e b e n e f i c i a l o n l y i n a r e a s s u b j e c t t o l a r g e o i l a c c u mu l a t i o n s o n t h es o i l s u r f a c e s u c h a s o c c u r i n s o m e a r e a s a f f e c t e d l a r g e s p i l l s o r c h r o n i c s p i l l s .

8


16/52

LI TERATURE CI TED

A l e x a n d e r , MM. , P . L o n g a b u c c o , a n d DM .c o mmu n i t i e s i n t h e S t . L a wr e n c e R i v e r .I n s t . Wa s h i n g t o n , D . C . , p p . 3 3 3 - 3 4 0 .

P h i l l i p s . 1 9 7 9 . T h e i mp a c t o f o i l o n ma r s hI n , P r o c . 1 9 7 9 O i l S p i l l C o n f . , A me r . P e t r o l .

A l e x a n d e r , S . K . , a n d J . R . Sc h wa r z . 1 9 8 0 . S h o r t - t e r m e f f e c t s o f S o u t h L o u i s i a n a a n d Ku wa i tc r u d e o i l s o n g l u c o s e u t i l i z a t i o n b y ma r i n e b a c t e r i a l p o p u l a t i o n s . Ap p l i e d a n dE n v i r o n me n t a l Mi c r o b i o l o g y . 4 0 : 3 4 1 - 3 4 5 .

A l e x a n d e r , S . K . , a n d J . W . W e b b , J r . 1 9 8 5 . O i l i n t h e s a l t ma r s h : w h a t h a v e w e l e a r n e d ?P a g e s . 4 9 - 6 2 . I n , C . F . Br y a n e t a l . ( e d s . ) . P r o c e e d i n g s o f t h e F o u r t h C o a s t a l Ma r s h a n dE s t u a r y Ma n a g e me n t Sy mp o s i u m . L o u i s i a n a S t a t e U n i v e r s i t y P r i n t i n g O f f i c e . Ba t o nR o u g e , L o u i s i a n a .

A l e x a n d e r , S . K . , a n d J . W . We b b , J r . 1 9 8 7 . R e l a t i o n s h i p o f S p a r t i n a a l t e r n i f l o r a t os e d i me n t o i l c o n t e n t f o l l o w i n g a n o i l s p i l l . P a g e s 4 4 5 - 4 4 9 . I n , P r o c . 1 9 8 7 O i l S p i l l C o n f . ,A me r . P e t r o l . I n s t . Wa s h i n g t o n , D . C . .

Ar ms t r o n g , W 1 9 7 9 . A e r a t i o n i n h i g h e r p l a n t s . Ad v . B o t . Re s . 7 : 2 2 5 - 3 3 2 .B a c a , B . J . , C . D G e t t e r , a n d J L i n d s t e d t - S i v a . 1 9 8 5 F r e s h w a t e r o i l s p i l l c o n s i d e r a t i o n s :p r o t e c t i o n a n d c l e a n u p P a g e s 3 8 5 - 3 9 0 . I n , P r o c e e d i n g s o f t h e 1 9 8 5 Oi l S p i l lC o n f e r e n c eB a k e r , J . M. 1 9 7 0 . T h e e f f e c t s o f o i l o n p l a n t s . E n v i r o n me n t a l P o l l u t i o n . 1 : 2 7 - 4 4 .

B a k e r , J . M . ( 1 9 7 1 ) . S e a s o n a l e f f e c t s . P p . 4 4 - 5 1 I n , E . B . Co we l l ( E d ) . T h e E c o l o g i c a l E f f e c t so f O i l P o l l u t i o n o n L i t t o r a l Co mmu n i t i e s . Ap p l i e d S c i e n c e P u b l i s h e r s LTD . , B a r k i n g ,E s s e x , E n g l a n d .

B u r d i c k , D . M . a n d I . A . Me n d e l s s o h n . 1 9 9 0 . R e l a t i o n s h i p b e t we e n a n a t o m i c a l a n d me t a b o l i cr e s p o n s e s t o s o i l w a t e r l o g g i n g i n t h e c o a s t a l g r a s s S p a r t i n a p a t e n s . J o u r n a l o fE x p e r i m e n t a l Bo t a n y 4 1 : 2 2 3 - 2 2 8 .

B u r k , C . J . 1 9 7 7 . A o u r y e a r a n a l y s i s o f v e g e t a t i o n f o l l o w i n g a n o i l s p i l l i n a f r e s h w a t e rma r s h . J . a p p l . E c o l . 1 4 : 5 1 5 - 5 2 2 .

Co we l l , E . B . 1 9 6 9 . Th e e f f e c t s o f o i l p o l l u t i o n o n s a l t - m a r s h c o mmu n i t i e s i n P e mb r o k e s h i r ea n d Co r n wa l l . J o u r n a l o f A p p l i e d E c o l o g y 6 : 1 3 3 - 1 4 2 .Cu n n i n g h a m, J . M . , K A . S a h a t j i a n , C . Me y e r s , G Y o s h i o k a , a n d J . M . J o r d a n . 1 9 9 1 . Us e o f

d i s p e r s a n t s i n t h e U n i t e d S t a t e s : p e r c e p t i o n o r r e a l i t y ? P a g e s 2 8 9 - 2 9 2 . I n , P r o c e e d i n g so f t h e 1 9 9 1 O i l S p i l l Co n f e r e n c e .9


17/52


18/52

H a m p s o n , G. R . , a n d E . T . Mo u l , 1 9 7 8 . No . 2 f u e l o i l s p i l l i n B o u r n e , M a s s a c h u s e t t s :I mme d i a t e a s s e s s m e n t s o f t h e e f f e c t s o n ma r i n e i n v e r t e b r a t e s a n d a 3 y e a r s t u d y o fg r o wt h a nd r e c o v e r y o f s a l t ma r s h . J . F i s h . Re s . B oa r d o f C a n a d a 3 5 : 7 3 1 - 7 3 4 .

H e r s h n e r , C. , a n d K . Mo o r e . 1 9 7 7 . E f f e c t s o f t h e C h e s a p e a k e B a y O i l S p i l l o n s a l t ma r s h e so f t h e l o we r b a y . P a g e s 5 2 9 - 5 3 3 . I n , P r o c e e d i n g s o f t h e 1 9 7 7 O i l S p i l l C o n f e r e n c e ,Ame r i c a n P e t r o l e u m I n s t i t u t e , Wa s h i n g t o n D. C .

H e r s h n e r , C a n d J . L a k e . 1 9 8 0 . E f f e c t s o f c h r o n i c p o l l u t i o n o f a s a l t m a r s h g r a s s c o mmu n i t y .Ma r i n e B i o l o g y 5 6 : 1 6 3 - 1 7 3 .

H e s t e r , MW . , Q L i n , a n d I . A . Me n d e l s s o h m . I n p r e p . I n t r a s p e c i f i c v a r i a t i o n i n t o l e r a n c e t oS o u t h L o u i s i a n a Cr u d e o i l i n S p a r t i n a p a t e n s .

H o f f , R Z . , G S h i g e n a k a , a n d C B . He n r y . 1 9 9 3 . S a l t ma r s h r e c o v e r y f r o m a c r u d e o i l s p i l l :v e g e t a t i o n , o i l w e a t h e r i n g , a n d r e s p o n s e . 1 9 9 3 O i l S p i l l Co n f e r e n c e . 1 9 9 3 : 3 0 7 - 3 1 1 .

H o l t , S . , S . R a b a l a i s , N . R a b a l a i s , S . C o r n e l i u s , a n d J . S . H o l l a n d , 1 9 7 8 . E f f e c t s o s a n o i l s p i l lo n s a l t ma r s h e s a t Ha r b o r I s l a n d , T e x a s . I . B i o l o g y . P a g e s 3 4 4 - 3 5 2 . I n , P r o c . C o n f .A s s e s s me n t o f E c o l . I m p a c t s o f O i l S p i l l s . A m e r . I n s t . B i o l . S c i .

J o h n s o n , T . L . , a n d R. A P a s t o r o k 1 9 8 5 O i l s p i l l c l e a n u p ! O p t i o n s f o r m i n i m i z i n g a d v e r s ee c o l o g i c a l i mp a c t A me r i c a n P e t r o l e u m I n s t i t u t e P u b l i c a t i o n No 4 4 3 5K n o x , G. A . 1 9 8 6 . E s t u a r i n e e c o s y s t e m s : a s y s t e m s a p p r o a c h . Vo l u me I I . CRC P r e s s , I n c .

B o c a Ra t o n F L .

K r e b s , C. T . , a n d C. E . T a n n e r , 1 9 8 1 a . C o s t a n a l y s i s o f ma r s h r e s t o r a t i o n t h r o u g h s e d i m e n ts t r i p p i n g a n d S p a r t i n a p r o p a g a t i o n . P a g e s 3 7 5 - 3 8 5 . I n , P r o c . 1 9 8 1 O i l S p i l l C o n f . A m e r .P e t r o l . I n s t . Wa s h i n g t o n , DC,

K r e b s , C. T . , a n d C. E . T a n n e r . 1 9 8 1 b . R e s t o r a t i o n o f o i l e d ma r s h e s t h r o u g h s e d i m e n t s t r i p p i n ga n d S p a r t i n a p r o p a g a t i o n . P a g e s 3 8 6 - 3 9 0 . I n , P r o c . 1 9 8 1 O i l S p i l l C o n f . A m e r . P e t r o l .I n s t . , Wa s h i n g t o n , DC

L i , Y . , J . T . M o r r i s , a n d D. C . Y o c h . 1 9 9 0 . Ch r o n i c l o w l e v e l h y d r o c a r b o n a me n d me n t ss t i mu l a t e p l a n t g r o wt h a n d m i c r o b i a l a c t i v i t y i n s a l t - m a r s h mi c r o c o s ms . J A p p l . E c o l .2 7 : 1 5 9 - 1 7 1 .

L i n , Q a n d I . A . Me n d e l s s o h n . 1 9 9 6 . A c o mp a r a t i v e i n v e s t i g a t i o n o f t h e e f f e c t s o f S o u t hL o u i s i a n a Cr u d e o i l o n t h e v e g e t a t i o n o f f r e s h , b r a c k i s h , a n d s a l t ma r s h e s . Ma r i n eP o l l u t i o n B u l l e t i n 3 2 : 2 0 2 - 2 0 9 .

1 1


19/52

Me a r n s , AJ . 1 9 9 3 . Re c o v e r y o f s h o r e l i n e e c o s y s t e m s f o l l o w i n g t h e E x x o n Va l d e z o i l s p i l l a n ds u b s e q u e n t t r e a t m e n t . P a g e s 4 6 6 - 4 7 9 . I n , O T . M a g o o n , ( e d . ) , C o a s t a l Z o n e ' 9 3 V o l u meI . Ame r i c a n S o c i e t y o f C i v i l E n g i n e e r s , New Yo r k .

Me n d e l s s o h n , I . A . a n d K L . Mc Ke e . 1 9 8 8 . S p a r t i n a a l t e r n i f l o r a d i e b a c k i n L o u i s i a n a : t i me -c o u r s e i n v e s t i g a t i o n o f s o i l w a t e r l o g g i n g e f f e c t s . J o u r n a l o f Ec o l o g y 7 6 : 5 0 9 - 5 2 1 .

Me n d e l s s o h n , I . A . , MW . H e s t e r , C . S a s s e r , a n d M F i s c h e l . 1 9 9 0 . T h e e f f e c t o f L o u i s i a n ac r u d e o i l d i s c h a r g e f r o m a p i p e l i n e b r e a k o n t h e v e g e t a t i o n o f a s o u t h e a s t L o u i s i a n ab r a c k i s h ma r s h . O i l a n d Ch e mi c a l P o l l u t i o n 7 : 1 - 1 5 .

Me n d e l s s o h n , I .A, MW. H e s t e r , a n d J . M . H i l l . 1 9 9 3 a . E f f e c t s o f o i l s p i l l s o n c o a s t a l w e t l a n d sa n d t h e i r r e c o v e r y : OCS S t u d y MMS 9 3 - 0 0 4 5 . U. S . De p a r t me n t o f t h e I n t e r i o r ,M i n e r a l s Ma n a g e mn e t S e r v i c e , Gu l f o f Me x i c o OCS R e g i o n a l O f f i c e , New O r l e a n s , LA .4 6 p p .

Me n d e l s s o h n , I . A . , K . L . M c K e e , a n d T . K o n g . 1 9 9 3 b . An e v a l u a t i o n o f i n d i c a t o r s o f we t l a n dv e g e t a t i o n s t r e s s a n d t h e i r r e l a t i o n s h i p t o b i o l o g i c a l e n d p o i n t s . O f f i c e o f E x p l o r a t o r yR e s e a r c h , US EPA, Wa s h i n g t o n , D C .Me n d e l s s o h n , I . A . , M W H e s t e r , a n d J . W P a h l . 1 9 9 5 . E n v i r o n me n t a l e f f e c t s a n d

e f f e c t i v e n e s s o f i n - s i t u b u r n i n g i n w e t l a n d s : C o n s i d e r a t i o n s f o r o i l s p i l l c l e a n u p .L o u i s i a n a O i l S p i l l C o o r d i n a t o r ' s O f f i c e / O f f i c e o f t h e Go v e n o r , A p p l i e d O i l S p i l lRe s e a r c h a n d D e v e l o p me n t Pr o g r a m, Ba t o n r o u g e , LA . 5 7 p p .

Mi t s c h , WJ . , a n d J . G . G o s s e l i n k . 1 9 9 3 . We t l a n d s . V a n No s t r a n d Re i n h o l d C o . NewYo r k .

Ny ma n , J . A . , a n d WH P a t r i c k , J r . 1 9 9 5 . E f f e c t s o f o i l a n d c h e m i c a l r e s p o n s e s o n f r e s hma r s h f u n c t i o n a n d o i l d e g r a d a t i o n : r e s p o n s e i mp l i c a t i o n s . L o u i s i a n a O i l S p i l lC o o r d i n a t o r ' s O f f i c e / O f f i c e o f t h e Go v e n o r , L o u i s i a n a Ap p l i e d O i l S p i l l Re s e a r c h a n dDe v e l o p me n t Pr o g r a m, B a t o n R o ug e , L o u i s i a n a . 6 8 p p .

OTA . 1 9 9 0 . Co p i n g wi t h a n o i l e d s e a . U S . C o n g r e s s , O f f i c e o f Te c h n o l o g y A s s e s s me n t .OT A - B P- O- 6 3 . U. S . Go v e r n me n t P r i n t i n g O f f i c e , Wa s h i n g t o n D. C .

P e z e s h k i , S . R . , a n d R. D . D e L a u n e . 1 9 9 3 . E f f e c t o f c r u d e o i l o n g a s e x c h a n g e f u n c t i o n s o fJ u n c u s r o e me r i a n u s a n d S p a r t i n a a l t e r n i f l o r a . Wa t e r , A i r , a n d S o i l P o l l u t i o n 6 8 : 4 6 1 -4 6 8 .

P e z e s h k i , S . R . , R. D . D e L a u n e , J . A . Ny ma n , R. R . L e s s a r d , G P . Ca n e v a r i . 1 9 9 5 . R e mo v i n go i l a n d s a v i n g o i l e d ma r s h g r a s s u s i n g a s h o r e l i n e c l e a n e r . P a g e s . 2 0 3 - 2 0 9 . I n ,I n t e r n a t i o n a l O i l S p i l l C o n f . , A m e r . P e t r o l . I n s t . , P u b l . No . , 4 6 2 0 .

1 2


20/52

R a n we l l , D. S . 1 9 6 8 . E x t e n t o f d a m a g e t o c o a s t a l h a b i t a t s d u e t o t h e T o r r e y C a n y o n i n c i d e n t .P a g e s 3 9 - 4 7 . I n , T h e b i o l o g i c a l e f f e c t s o f o i l p o l l u t i o n a n l i t t o r a l c o mmu n i t i e s . J . DCa r t h y a n d D. R A r t h u r ( e d s . ) , F i e l d S t u d i e s C o u n c i l , L o nd o n , En g l a n d .

R a n we l l , D. S . a n d D He we t t . 1 9 6 4 . O i l p o l l u t i o n i n P o o l e Ha r b o u r a n d i t s e f f e c t s o n b i r d s .B i r d N o t e s , 3 1 : 1 9 2 - 1 9 7 .

S mi t h , C . J . , R. D . D e L a u n e , WH . P a t r i c k , J r . , a n d J . W . F l e e g e r . 1 9 8 4 . I mp a c t o f d i s p e r s e da n d u n d i s p e r s e d o i l e n t e r i n g a Gu l f C o a s t s a l t ma r s h . E n v i r o n me n t a l To x i c o l o gy a n dCh emi s t r y 3 : 6 0 9 - 6 1 6 .

T e a s , H. J . , RR . L e s s a r d , G P . C a n e v a r i , C . D . Br o wn , a n d R Gl e n n . 1 9 9 3 . S a v i n g o i l e dma n g r o v e s u s i n g a n e w n o n - d i s p e r s i n g s h o r e l i n e c l e a n e r . P a g e s 1 4 7 - 1 5 1 . I n , P r o c .1 9 9 3 . O i l S p i l l C o n f . Ame r i c a n P e t r o l e u m I n s t i t u t e , Wa s h i n g t o n DC .

V an d e r me u l e n , J . H . , B . F . N . L o n g , a n d L . D' Oz o u v i l l e . 1 9 8 1 . Ge o mo r p h o l o g i c a l a l t e r a t o no f a h e a v i l y o i l e d s a l t ma r s h ( I l e Gr a n d e , F r a n c e ) a s a r e s u l t o f ma s s i v e c l e a n u p . P a g e s3 4 7 - 3 5 1 . I n , O i l S p i l l C o n f . Ame r i c a n Pe t r o l e u m I n s t i t u t e , Wa s h i n g t o n D. C .

We b b , J . W . 1 9 7 7 . E s t a b l i s h m e n t o f v e g e t a t i o n f o r s h o r e l i n e s t a b i l i z a t i o n i n Ga l v e s t o n B a y ,T e x a s . P h . D . D i s s e r t a t i o n , T e x a s AandM Un i v . , C o l l e g e S t a t i o n , T e x a s , p p . 1 3 6 .

We b b , J . W . , 1 9 9 5 . E f f e c t s o f o i l o n s a l t ma r s h e s . P a g e s . 5 5 - 6 1 . I n , C . E . P r o f f i t t a n d P. F .Ro s c i g no ( E d s . ) . Sy mp o s i u m P r o c . Gu l f o f Me x i c o a n d Ca r i b b ea n O i l S p i l l i n C o a s t a lE c o s y s t e ms : A s s e s s i n g E f f e c t s , N a t u r a l Re c o v e r y , a n d P r o g r e s s i n Re me d i a t i o nRe s e a r c h . OCS St u d y / MMS 9 5 - 0 0 6 3 . U. S . D e p t . o f t h e I n t e r i o r , M i n e r a l s M a n a g e m e n tS e r v i c e . New O r l e a n s , L A , .

Wi l s e y , B . J . , I . A . Me n d e l s s o h n , a n dK L . Mc Kee . 1 9 9 2 . E f f e c t s o f i n c r e a s e d e l e v a t i o n a n dma c r o - a n d mi c r o n u t r i e n t a d d i t i o n s o n S p a r t i n a a l t e r n i f l o r a t r a n s p l a n t s u c c e s s i n s a l t -ma r s h d i e b a c k a r e a s i n L o u i s i a n a . E n v i r o n me n t a l M a n a g e m e n t . 1 6 : 5 0 5 - 5 1 1 .

1 3


21/52

T a b l e l .E f f e c t s o f L o u i s i a n a Cr u d e O i l ( u n l e s s o t h e r w i s e n o t e d ) o n US Gu l f c o a s t a l ma r s h s p e c i e s .T a b l e a d a p t e d f r o m a wo r k s h o p h a n d o u t b y C . E . P r o f f i t t .

E x p o s u r e S p e c i e s E f f e c t s R e f e r e n c e0 . 2 5 L / m s p i l l i n S L i t t l e d a m a g e t o e x i s t i n g d e l a Cr u z e tma r s h a l t e r n i f l o r a s t o c k s a n d n e w c o l o n i z e r s a l . 1 9 8 10 . 0 2 8 L / m s p i l l S 64% d e c r e a s e i n c o v e r i n Me n d e l s s o h ni n ma r s h a l t e r n i f l o r a mi x e d s p e c i e s a s s e m b l a g e e t a l . 1 9 9 0

a n d S .p a t e n s

1 L / m2 e x p . S . No s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e i n D e L a u n e e tma r s h a l t e r n i f l o r a a b o v e g r o u n d b i o ma s s a l . 1 9 7 92 L / M2 O i l i n S . No s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e i n Smi t h e t a l .ma r s h a l t e r n i f l o r a a b o v e g r o u n d b i o ma s s 1 9 8 4

C 0 2 f i x . d e c r e a s e d i n 6 a n dr e c o v e r e d . i n 1 3 d a y s2 L / M2 o n S 1 0 0 % o i l c o v e r : No p h o t o s y n . P e z e s h k i a n df o l i a g e , 5 w e e k a l t e r n i f l o r a D e L a u n es t u d y P a r t i a l o i l : P h o t o s y n . 1 9 9 3d e c r e a s e d 5 0 - 80%Me x i c o S o u rCr u d e8 L / M2 S No s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e i n C r o w e t a l .

a l t e r n i f l o r a a b o v e g r o u n d b i o ma s s 1 9 7 6O i l S D e c r e a s e d p r o d u c t i o n e a r l y L y t l e 1 9 7 5( u n d e t e r mi n e d ) a l t e r n i f l o r a b u t o n l o n g - t e r m e f f e c t s3 2 L / M2 S No s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e i n D e L a u n e e tg r e e n h o u s e a l t e r n i f l o r a a b o v e g r o u n d b i o ma s s a l . 1 9 7 9

14


22/52

8 L / m2 a n d S No r e g r o w t h i n t h e y e a r L i n a n dh i g h e r o f s o u t h a l t e r n i f l o r a f o l l o w i n g o i l a p p l i c a t i o n Me n d e l s s oh nL o u i s i a n a c r u d e 1 9 9 6o i l

8 L / mz a n dh i g h e r o f s o u t hL o u i s i a n a c r u d eo i l

S . p a t e n s S i g n i f i c a n t r e d u c t i o n i np h o t o s y n t h e t i c r a t e ,a b ov e g r ou n d b i o ma s s a n d n or e g r o w t h i n t h e y e a rf o l l o w i n g o i l a p p l i c a t i o n

L i n a n dMe n d e l s s oh n1 9 9 6

Up t o 2 4 L / m2o f s o u t h LAc r u d e

S a g i t t a r i a S i g n i f i c a n t i n c r e a s el a n c i f o l i a i n b i oma s s

a n d s t e m d e n s i t yL i n a n dMe n d e l s s h on1 9 9 6

1 5


23/52

T a b l e 2 .T h e E f f e c t o f Cr u d e O i l a n d D i s p e r s a n t s o n S p a r t i n a A l t e r n i f l o r a . T a b l e A d a p t e d f r o m a

Wo r k s h o p H a n d o u t b y C. E . P r o f f i t t .

E x p o s u r e E f f e c t s R e f e r e n c e

2 Ur n ' o i l i n ma r s h No s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e i n S mi t h e t a l . 1 9 8 4a b o v e g r o u n d b i o ma s sC OZ f i x a t i o n d e c r e a s e d i n S mi t h e t a l . 1 9 8 46 a n d r e c o v e r e d i n 1 3 d a y s

2 L / m2 o i l + d i s p e r s a n t i n No s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e i n S mi t h e t a l . 1 9 8 4ma r s h a b o v e g r o u n d b i o ma s s2 L / m2 f i e l d e x p e r i me n t No s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e i n D e L a u n e e t a l .

b i o ma s s o r CO2 f i x a t i o n 1 9 8 4O i l + w a t e r f l u s h i n g No s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e i n D e L a u n e e t a l

b i o ma s s o r COZ f i x a t i o n 1 9 8 4Oi l + me c h a n i c a l c l e a n i n g No s i g n i f i c a n t d i f f e r e n c e i n D e L a u n e e t a l .

b i o ma s s o r C 0 2 f i x a t i o n 1 9 8 4

O l + c o n c . d i s p e r s a n t 75% d e c r e a s e i n b i o ma s s a n d D e L a u n e e t a l .a n d s o m e d e c r . i n C 0 2 f i x a t i o n 1 9 8 4O i l + v e g e t a t i o n r e mo v a l S i g n i f i c a n t d e c r e a s e i n b i o ma s s D e L a u n e e t a l .

a n d s l o w r e c o v e r y ( > 2 y e a r s ) 1 9 8 4

1 6


24/52

T a b l e 3T h e E f f e c t s o f Re f i n e d O i l o n S p a r t i n a A l t e r n i f l o r a . T a b l e Ad a p t e d f r o m a Wo r k s h o p

H a n d o u t b y C. E . P r o f f i t t .

Ex p o s u r e E f f e c t s R e f e r e n c eNo . 2 f u e l o i l( 1 L / mz )

C o mp l e t e - p a r t i a l l o s s o f a b o v eg r o u n d b i o ma s sWe b b e t a l . 1 9 8 5B u r g e r 1 9 9 4

No . 6 f u e l o i l i n ma r s h

No . 6 f u e l o i l i n ma r s h

I n c r e a s e d g r o wt h o f o i l e dv e g e t a t i o n

T o t a l l o s s o f a b o v e g r o u n db i o ma s s . R e s p r o u t e d i n 4mo n t h s .

He r s h n e r a n dMo o r e 1 9 7 7 ,S t e b b i n g s 1 9 7 0P r o f f i t t a n d De v l i nu n p u b l .

1 7


25/52


26/52

E f f e c t s o f P e t r o l e u m Hy d r o c a r b o n s o n C o a s t a l Ma r s h B i o g e o c h e mi c a l P r o c e s s e sJ . An d r e w Ny ma n l a n d Ma r k Wo o d '

De p a r t me n t o f B i o l o g yU n i v e r s i t y o f S o u t h w e s t e r n L o u i s i a n aL a f a y e t t e , LA 7 0 5 0 4PPG I n d u s t r i e sL a k e C h a r l e s , LA

REVI EWT h e s o i l mi c r o b i a l c o mmu n i t y c o n t i n u a l l y r e l e a s e s n u t r i e n t s f r o m o r g a n i c m a t t e r i n ma r s h

s o i l s t o a d j a c e n t wa t e r ; t h i s c o n t i n u a l n u t r i e n t r e l e a s e a p p e a r s e x t r e m e l y i m p o r t a n t i n ma i n t a i n i n gh i g h p r o d u c t i v i t y o f a q u a t i c h a b i t a t s ( K n o x 1 9 8 6 p a g e s 1 1 1 - 1 1 2 ) . I n a d d i t i o n t o r e g u l a t i n gn u t r i e n t c y c l i n g , t h e s o i l mi c r o b i a l c o mmu n i t y g o v e r n s s o i l E h , wh i c h i n f l u e n c e s p l a n t g r o w t h ,a n d a l s o d e g r a d e s p e t r o l e u m h y d r o c a r b o n s . T h e r e c o v e r y o f f o u l e d ma r s h e s may t h e r e f o r ed e p e n d p a r t l y o n b i o d e g r a d a t i o n r a t e s a n d h o w p e t r o l e u m h y d r o c a r b o n s a f f e c t s o i l c o n d i t i o n s ,a n d p e t r o l e u m h y d r o c a r b o n s ma y h a v e l o n g t e r m e f f e c t s o n we t l a n d f u n c t i o n s e v e n a f t e r p l a n tg r o wt h r e s u me s . T h u s , wh e r e a s s h o r t - t e r m e f f e c t s o f s p i l l s i n ma r s h e s a r e d o mi n a t e d b y e f f e c t so n p l a n t s , t h e l o n g - t e r m f u n c t i o n i n g o f t h e ma r s h g r e a t l y d e p e n d s o n h ow p e t r o l e u mh y d r o c a r b o n s a f f e c t s o i l b a c t e r i a a n d t h e b i o g e o c h e mi c a l p r o c e s s e s t h e y c o n t r o l . N o n e - t h e - l e s s ,l i t t l e a t t e n t i o n h a s b e e n p a i d t o t h e e f f e c t s o f o i l o n t h e ma r s h s o i l mi c r o b i a l c o mmu n i t y o rb i o g e o c h e mi c a l p r o c e s s e s .S o me wo r k er s f o u n d n o o r l i t t l e e f f e c t s o f o i l o n s t r u c t u r e o f t h e s o i l mi c r o b i a lc o mmu n i t y ( De L a u n e e t a l . 1 9 7 9 , D e L a u n e e t a l . 1 9 8 4 ) b u t o t h e r s h a v e f o u n d a d v e r s e e f f e c t so f o i l o n s o i l o r g a n i s ms ( A l e x a n d e r a n d Sc h wa r z 1 9 8 1 ) . B u r n s a n d T e a l ( 1 9 7 9 ) f o u n d o i l i nma r s h s o i l 7 y e a r s a f t e r a s p i l l , wh i c h i n d i c a t e s t h e p o t e n t i a l f o r l o n g t e r m e f f e c t s . We a t h er i n gma y b e mo r e r a p i d a n d t o x i c i t i e s h i g h e r i n f r e s h ma r s h e s t h a n i n s a l i n e ma r s h e s b e c a u s e t h es o l u b i l i t y o f p e t r o l e u m h y d r o c a r b o n s d e c r e a s e s a s w a t e r s a l i n i t y i n c r e a s e s ( Ro b o t h a m a n d G i l l1 9 8 9 ) b u t t h i s h a s n o t b e e n e x a mi n e d . A l t h o u g h we a t h e r e d p e t r o l e u m h y d r o c a r b o n s a r e b e l i e v e dt o b e l e s s t o x i c t h a n f r e s h l y r e l e a s e d o n e s , we a t h e r e d c r u d e o i l s c a n b e c o me n e a r i r r e v e r s i b l es i n k s f o r o t h e r , o f t e n mo r e d e l e t e r i o u s p o l l u t a n t s . T h e s e e n r i c h e d c a r b o n a c e o u s s i t e s c a ns c a v e n g e o t h e r p o i n t s o u r c e a n d s u r f a c e r u n o f f c h e mi c a l s s u c h a s p e s t i c i d e s , P CB ' s , a n do r g a n o me t a l i c c o mp o u n d s t h a t a r e l o o s e l y b o u n d t o s u s p e n d e d s o l i d s . As a r e s u l t , n a t u r a l l yo c c u r r i n g r e m e d i a l p r o c e s s e s s u c h a s d i s p e r s i o n b y h y d r a u l i c t r a n s p o r t , v o l a t i l i z a t i o n ,p h o t o d e g r a d a t i o n , a n d b i o d e g r a d a t i o n , a r e s u p p r e s s e d ( p e r s o n a l o b s e r v a t i o n s , M Wo o d ) . Hi g ho r g a n i c c a r b o n s e d i me n t s c a n a l s o b e c o me t o x i c h o t s p o t s f o r h y d r o p h o b i c p o l l u t a n t s t h r o u g he q u i l i b r i u m wi t h t h e w a t e r c o l u mn . U l t i ma t e l y , s u c h a r e a s c a n r e q u i r e s e d i m e n t s r e mo v a l o ro t h e r r e m e d i a t i o n d u e t o t h e a c q u i r e d t o x i c b u r d e n u n r e l a t e d t o t h e o r i g i n a l p et r o l e u m s p i l le v e n t . O t h e r w i s e , t h e s e t o x i c s e d i m e n t s c a n b e m o v e d i n t o f o r me r l y u n p o l l u t e d a r e a s b yma i n t e n a n c e d r e d g i n g , n a v i g a t i o n , a n d s t o r m s . A l s o , t o x i n s c a n e n t e r t h e f o o d c h a i n b y wa y

1 9


27/52

o f p a r t i c l e f e e d e r s T h u s , c l e a n u p o f c r u d e o i l s p i l l s i s e s p e c i a l l y c r i t i c a l i n ma r s h e s a n d o t h e rs h a l l o w wa t e r h a b i t a t s

Me t a l c o mp o n e n t s o f c r u d e o i l a n d p e t r o l e u m h y d r o c a r b o n s a r e p r o n e t o a c c u mu l a t e i nma r s h e s b e c a u s e ma r s h s o i l s g e n e r a l l y c o n t a i n l a r g e a mo u n t s o f s i l t s , c l a y s , a n d o r g a n i c m a t t e r .T h e s e f i n e t e x t u r e d p a r t i c l e s h a v e a g r e a t e r a f f i n i t y f o r a l l c l a s s e s o f c o n t a m i n a n t s t h a n s a n dp a r t i c l e s ( EPA 1 9 9 1 ) Or g a n i c m a t t e r i n t h e f o r m o f h u mi c a n d f u l v i c a c i d s g r e a t l y i n c r e a s e st h e a f f i n i t y o f s e d i m e n t s f o r s o m e m e t a l s a n d n o n p o l a r o r g a n i c s ( EPA 1 9 9 1 , Ro b o t h a m a n d G i l l1 9 8 9 ) F r e s h , i n t e r m e d i a t e , b r a c k i s h , a n d s a l i n e ma r s h s o i l s h a v e d i f f e r e n t a mo u n t s o f m i n e r a la n d o r g a n i c m a t t e r Nyman e t a l . 1 9 9 0 ) a n d L i n a n d Me n d e l s s o h n ( 1 9 9 6 ) f o u n d t h a t s o i l o r g a n i cm a t t e r c o n t e n t wa s p o s i t i v e l y c o r r e l a t e d w i t h t h e a m o u n t o f c r u d e o i l p e r s i s t i n g i n s o i l p l u g sa f t e r 4 mo n t h s .

Few s t u d i e s h a v e e x a mi n e d t h e e f f e c t s o f p e t r o l e u m h y d r o c a r b o n s o n ma r s hb i o g e o c h e mi c a l c y c l i n g . Cr u d e o i l c a n h a v e d r a m a t i c e f f e c t s o n s o i l Eh w h e n i t p r e v e n t s o x y g e nf r o m e n t e r i n g t h e w a t e r ( D e L a u n e e t a l . 1 9 7 9 ) , a n d Nyman a n d P a t r i c k ( 1 9 8 5 ) f o u n d t e mp o r a r yEh d e c r e a s e s i n f r e s h ma r s h s o i l s i n c u b a t e d f o r 6 mo n t h s w i t h So u t h L o u i s i a n a c r u d e a n dAr a b i a n c r u d e o i l s . Nyman a n d P a t r i c k ( 1 9 9 5 ) a l s o f o u n d t h a t t h o s e c r u d e o i l s g r e a t l y b u tt e mp o r a r i l y s t i m u l a t e d s o i l r e s p i r a t i o n , wh i c h wo u l d i mp l y i n c r e a s e d n u t r i e n t r e m i n e r a l i z a t i o nr a t e s . L i e t a l . ( 1 9 9 0 ) f o u n d t h a t c h r o n i c e x p o s u r e o f A t l a n t i c c o a s t s a l t ma r s h e s t o a s e l e c t e ds e t o f h y d r o c a r b o n s s t i m u l a t e d s o i l r e s p i r a t i o n S i m i l a r d a t a a r e l a c k i n g f r o m i n t e r m e d i a t e ,b r a c k i s h a n d mo r e o r g a n i c s a l i n e ma r s h e s t y p i c a l o f t h e Gu l f c o a s t a n d n o d a t a a r e a v a i l a b l e o nt h e e f f e c t s o f r e f i n e d h y d r o c a r b o n s o n ma r s h s o i l r e s p i r a t i o n o r n u t r i e n t r e m i n e r a l i z a t i o n r a t e s .

T h e b a l a n c e b e t we e n n i t r o g e n f i x a t i o n a n d d e n i t r i f i c a t i o n i s a n e s p e c i a l l y c r i t i c a l a s p e c t so f e c o s y s t e m f u n c t i o n Pe t r o l e u m h y d r o c a r b o n s s o me t i me s s t i m u l a t e n i t r o g e n f i x a t i o n i n l a k ea n d s t r e a m s e d i m e n t s ( S h a l e s e t a l . 1 9 8 9 ) a n d mi g h t s u p p o r t e u t r o p h i c a t i o n b u t t h e r e h a s b e e no n l y o n e s t u d y i n u s i n g c o a s t a l ma r s h s o i l s . L i e t a l ( 1 9 9 0 ) s i m u l a t e d c h r o n i c e x p o s u r e o fA t l a n t i c c o a s t t y p e s a l t ma r s h t o p e t r o l e u m h y d r o c a r b o n s a n d f o u n d t h a t b o t h n i t r i f i c a t i o n a n dd e n i t r i f i c a t i o n we r e s t i m u l a t e d a t l o w l e v e l s , b u t i n h i b i t e d b o t h a t h i g h l e v e l s a c t u a l e f f e c t s o nN l u x e s c o u l d n o t b e e s t i m a t e d h o w e v e r . No s i m i l a r s t u d i e s o n n i t r o g e n c y c l i n g h a v e b e e nc o n d u c t e d w i t h h i g h e r s o i l o r g a n i c m a t t e r s a l t ma r s h e s t y p i c a l o f t h e Gu l f Co a s t o r wi t h f r e s h ,i n t e r m e d i a t e , a n d b r a c k i s h ma r s h e s

A r e s e a r c h p r o g r a m t o u n d e r s t a n d t h e l o n g - t e r m e f f e c t s o f p e t r o l e u m h y d r o c a r b o n s o nn u t r i e n t c y c l i n g i n t h e d i f f e r e n t ma r s h t y p e s i s n e e d e d . I n f o r m a t i o n o n t h e e f f e c t s o f d i f f e r e n tp e t r o l e u m h y d r o c a r b o n s a n d r e s p o n s e a c t i v i t i e s o n s o i l r e s p i r a t i o n , n i t r o g e n c y c l i n g , p h o s p h o r u sc y c l i n g , a n d s o i l Eh i n t h e d i f f e r e n t ma r s h t y p e s i s n e e d e d a s i s i n f o r m a t i o n o n t h e e f f e c t s o fd i f f e r e n t ma r s h t y p e s o n t h e p e r s i s t e n c e a n d t o x i c i t y o f d i f f e r e n t p e t r o l e u m h y d r o c a r b o n sf o l l o w i n g d i f f e r e n t r e s p o n s e a c t i v i t i e s A l s o , i n s i t u o r o f f - s i t e c h e m i c a l t e c h n i q u e s a r e n e e d e dt o t r e a t h i g h l y we a t h e r e d c r u d e o i l s a n d h i g h l y o r g a n i c s o i l s t h a t h a v e s c a v e n g e d o t h e r p o l l u t a n t sf r o m t h e wa t e r c o l u mn .L I TERATURE CI TEDA l e x a n d e r , S . K . , a n d J . R S c h wa r z 1 9 8 0 S h o r t - t e r m e f f e c t s o f S o u t h L o u i s i a n a a n d K u wa i tc r u d e o i l s o n g l u c o s e u t i l i z a t i o n b y ma r i n e b a c t e r i a l p o p u l a t i o n s A p p l i e d a n dE n v i r o n me n t a l Mi c r o b i o l o g y 4 0 : 3 4 1 - 3 4 5

2 0


28/52

B u r n s , K. A . , a n d J . M . T e a l . 1 9 7 9 . T h e We s t F a l mo u t h o i l s p i l l : h y d r o c a r b o n s i n t h e s a l tma r s h e c o s y s t e m . E s t u a r i n e a n d C o a s t a l Ma r i n e S c i e n c e . v 8 , p p . 3 4 9 - 3 6 0 .

D e L a u n e , R. D . , WH . P a t r i c k , J r . , a n d R J . B u r e s h . 1 9 7 9 . E f f e c t o f c r u d e o i l o n a L o u i s i a n aS p a r t i n a a l t e r n i f l o r a s a l t ma r s h . E n v i r o n me n t a l P o l l u t i o n . 1 9 7 9 : 2 1 - 3 1 .

D e L a u n e , R. D . , C. J . S m i t h , WH . P a t r i c k , J r . , J . W . F l e e g e r , a n dMD . T o l l e y . 1 9 8 4 . E f f e c to f o i l o n s a l t ma r s h b i o t a : me t h o d s f o r r e s t o r a t i o n . E n v i r o n me n t a l P o l l u t i o n ( A ) .3 6 : 2 0 7 - 2 2 7 .EPA . 1 9 9 1 . H a n d b o o k Re me d i a t i o n o f Co n t a mi n a t e d S e d i me n t s . Ce n t e r f o r E n v i r o n me n t a lRe s e a r c h I n f o r m a t i o n , O f f i c e o f Re s e a r c h a n d De v e l o p me n t , US . E n v i r o n me n t a l

P r o t e c t i o n A g e n c y . E P A/ 6 3 5 / 6 - 9 1 / 0 2 8 . C i n c i n n a t i , Oh i o .K n o x , G A . 1 9 8 6 . E s t u a r i n e e c o s y s t e m s : a s y s t e m s a p p r o a c h . Vo l u me I I . CRC P r e s s , I n c .

B o c a Ra t o n F L .L i n , Q a n d I . A . Me n d e l s s o h n . 1 9 9 6 . A c o mp a r a t i v e i n v e s t i g a t i o n o f t h e e f f e c t s o f S o u t hL o u i s i a n a C r u d e o i l o n t h e v e g e t a t i o n o f f r e s h , b r a c k i s h , a n d s a l t ma r s h e s . Ma r i n e

P o l l u t i o n B u l l e t i n 3 2 : 2 0 2 - 2 0 9 .L i , Y , J . T . M o r r i s , a n d D. C . Y o c h . 1 9 9 0 . Ch r o n i c l o w l e v e l h y d r o c a r b o n a me n d me n t s

s t i mu l a t e p l a n t g r o wt h a n d m i c r o b i a l a c t i v i t y i n s a l t ma r s h mi c r o c o s ms . J . Ap p l i e dE c o l o g y 2 7 : 1 5 9 - 1 7 1 .

N y m a n , J . A . , R. D . De L a u n e , a n d WH . P a t r i c k , J r . 1 9 9 0 . We t l a n d s o i l f o r m a t i o n i n t h er a p i d l y s u b s i d i n g M i s s i s s i p p i Ri v e r D e l t a i c P l a i n : m i n e r a l a n d o r g a n i

effects and managements of oil spills in marsh ecosystems 1996

Documents