Dispersanter forbedrede luftkvaliteten for respondenter på Deepwater Horizon

En undersøgelse offentliggjort 28. august, 2017, i Procedurer fra National Academy of Sciences tilføjer en ny dimension til den kontroversielle beslutning om at injicere store mængder kemiske dispergeringsmidler umiddelbart over den lammede oliebrønd ved havbunden under Deepwater Horizon -katastrofen i 2010. Dispergeringsmidlerne kan have reduceret mængden af ​​skadelige gasser i luften ved havoverfladen betydeligt. - formindske sundhedsrisici for beredskabspersonale og lade dem blive ved med at arbejde for at stoppe det ukontrollerede spild og rense den spildte olie hurtigere.

Midt i Deepwater Horizon -krisen, embedsmænd tog den hidtil usete og kontroversielle beslutning om at injicere mere end 700, 000 gallons kemisk dispergeringsmiddel i løbet af 67 dage umiddelbart over olieriggens afskårne brøndhoved i bunden af ​​havet. Målet var at bryde olie op, der ukontrolleret steg fra brøndhovedet til mindre dråber i dybhavet, med målene om at reducere olieslids og reducere mængden af ​​skadelige gasser, der ankommer til havets overflade.

Fortalere hævder, at dispergeringsmidlerne hjalp med at sprede olieslids på havoverfladen, forårsager mindre olie til at plage kyststrande og marsk. Modstandere sagde, at dispergeringsmidlerne selv var giftige, kan have forårsaget miljøskader, og var ikke effektive til at reducere de allerede små dråber, der dannes ved brøndhovedet.

Til denne debat, den nye undersøgelse viser en gavnlig effekt af dispergeringsmidler:Den undersøiske dispergeringsmiddelinjektion kan muligvis have gjort det muligt for nødhjælpere at trække vejret lettere. Ved at bryde olie op i mindre dråber, der opløses hurtigere i det dybe hav, dispergeringsmidlerne reducerede mængderne af flygtige giftige forbindelser, der steg til overfladen og afgassede i luften. Det forbedrede luftkvaliteten dramatisk for respondenterne og formodentlig reducerede antallet af dage, hvor luftkvaliteten var for dårlig, og respondenterne måtte tage åndedrætsværn på og/eller skulle standse oprydningsindsatsen.

Forskergruppen omfattede:Jonas Gros, Scott Socolofsky, Anusha Dissanayake, og Inok Jun (Texas A&M University); Lin Zhao og Michel Boufadel (New Jersey Institute of Technology); Christopher Reddy (Woods Hole Oceanographic Institution); og J. Samuel Arey (Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology). Forskningen blev finansieret af Gulf of Mexico Research Initiative og National Science Foundation.

Dispergeringsmidler er blevet anvendt på oliefliser på havoverfladen i et halvt århundrede for at bryde petroleum i mindre dråber, der spredes i vandet i det åbne hav, så mindre olie når økologisk følsomme kyststrækninger. Men, de havde aldrig været brugt på den hidtil usete dybde på 5, 000 fod under overfladen, hvor anslået 7, 500 tons olie om dagen og 2, 400 tons naturgas pr. Dag strømmede fra det bristede brøndhoved nær havbunden. Denne strømningshastighed svarer til 57, 000 tønder om dagen olie og 92 millioner kubikfod om dagen gas, der produceres ved standardforhold på havoverfladen. I den periode, forfatterne studerede, 19, 000 tønder om dagen olie blev også fanget af en omvendt tragt, eller "tophat, "der blev placeret direkte over brøndhovedet, hvilket reducerede mængden af ​​olie, der slap ud i havet.

"Regeringens og branchens respondenter stod over for et olieudslip af hidtil uset størrelse og havdybde, stille dem i en kamp med store indsatser mod store ubekendte, "Reddy og Arey skrev i en artikel i magasinet Oceanus. De tog en afgørende beslutning om at fortsætte med injektionen af ​​Corexit EC9500A under jorden, et dispergeringsmiddel, der nogenlunde ligner en blanding af mineralolie af fødevarekvalitet, vinduesviskervæske, og opvaskemiddel til husholdningsbrug.

Luftfotografier og anekdotiske beretninger antydede, at indsprøjtningen i dybhavet kan have hjulpet med at sprede olieslidserne ved overfladen og forbedre luftkvaliteten omkring responderbåde, der arbejder i nærheden af ​​katastrofestedet. Men i krisens hede, embedsmænd tog sig ikke tid til at designe og implementere robuste eksperimenter for at måle de detaljerede virkninger af injektionen.

I den nye undersøgelse, forskere byggede og testede en matematisk model, der simulerede de komplekse kemiske og fysiske interaktioner mellem vand, olie, gas, og dispergeringsmiddel, der opstod under Deepwater Horizon. De fokuserede på perioden fra den 3. juni, 2010, da stigrøret blev skåret ved brøndhovedet af ingeniører, indtil 15. juli, 2010 - en tidsperiode, hvor et stort antal videnskabelige observationer blev indsamlet i nærheden i luften og havet. For at teste modellens evne til at simulere den virkelige katastrofe, de sammenlignede modelforudsigelserne med observationerne. Næsten alle disse sammenligninger tilpasset modelens output, hvilket angiver, at modellen replikerede mange aspekter af, hvad der skete med olie og gas under havoverfladen.

Forskergruppen brugte derefter modellen til at udføre en nøgletest, der aldrig blev udført i det virkelige liv:De kørte modellen for at se, hvad der sandsynligvis ville være sket, hvis dispergeringsmidler ikke var blevet injiceret umiddelbart over brøndhovedet i samme tidsperiode.

Modelresultaterne indikerede, at dybhavsdispergeringsinjektion havde en dybtgående effekt på luftkvaliteten ved havoverfladen. Injektionen af ​​det undersøiske dispergeringsmiddel fik den turbulente stråle af petroleumsvæsker til at danne oliedråber, der var cirka 30 gange mindre (volumen), end de ville have været uden dispergeringsmidler, ifølge modelresultaterne. Denne subtile ændring fik mange flygtige petroleumskemikalier til at opløses hurtigere og blive fanget i dybhavet. Ifølge undersøgelsen, de fleste af de meget giftige benzen og toluen i olien blev transporteret væk i dybe strømme, sammen med andre indesluttede petroleumsforbindelser, der påvirkede organismer på og nær havbunden. Benzen og toluen ville sandsynligvis være blevet biologisk nedbrudt inden for uger.

"I 2010, da NSF begyndte at finansiere hurtige reaktioner til forskning i Deepwater Horizon, det var vigtigt at karakterisere de oprindelige forhold for udslippet, såsom fjerdynamik og økologiske effekter, "sagde Don Rice, en programdirektør i NSF's Division of Ocean Sciences. "Disse forskere og andre gjorde netop det. Som resultaterne af denne undersøgelse tydeligt viser, opdagelserne af grundlæggende videnskabelig forskning og de efterfølgende praktiske anvendelser i deres kølvandet er ofte helt uventede. "

Modellen viste, at dispergeringsmiddelinjektionen reducerede den samlede koncentration af alle flygtige organiske kemikalier i atmosfæren med en beskeden mængde (ca. 30 procent). Men det reducerede også betydeligt mængden af ​​kemikalier, der er mest skadelige for mennesker, såsom benzen og toluen. Den atmosfæriske koncentration af benzen, for eksempel, faldet med cirka 6, 000 gange, dramatisk forbedring af luftkvaliteten.

Uden dispergerende injektion, modellen viste, at benzenkoncentrationer i luften 2 meter over havoverfladen ville have været 13 gange højere end de niveauer, der anses for acceptable at trække vejret i løbet af en 10-timers arbejdsdag eller en 40-timers arbejdsuge, baseret på retningslinjer fra National Institute of Occupational Safety and Health (NIOSH). Imidlertid, med dispergerende injektion, modellen viste, at atmosfæriske benzenkoncentrationer var 500 gange lavere end de niveauer, der anses for acceptable at trække vejret af NIOSH.

"Disse forudsigelser afhænger af lokale vejrforhold, der kan variere fra dag til dag. Men vi forudsiger, at oprydningsforsinkelser ville have været meget hyppigere, hvis injektion under dispergeringsmiddel ikke var blevet anvendt, "Siger Reddy og Arey.

"Men denne ene undersøgelse er ikke det sidste ord om brugen af ​​dispergeringsmidler, "tilføjede de." Det er en anden række på et regnskabsark kaldet 'analyse af indvirkning på udslipseffekt, '"som vurderer forskellige strategier og værktøjer til at reducere miljømæssige og økonomiske skader forårsaget af olieudslip." Alle potentielle positive og negative virkninger af dispergeringsmiddelindsprøjtning skal tages i betragtning, før endelige vurderinger af deres fremtidige anvendelse kan fastlægges robust, " de sagde.

Debatten om brug af dispergeringsmidler bliver stadig mere politiseret og voldsom, og National Academy of Sciences har for nylig samlet et udvalg af forskere, embedsmænd, og industrien til at evaluere brugen af ​​kemiske dispergeringsmidler i olieudslip.