NJIT udfører den største nogensinde simulering af Deepwater Horizon-udslippet

I en 600 fod lang saltvandsbølgetank på New Jerseys kyst, et hold af New Jersey Institute of Technology (NJIT) forskere udfører den største nogensinde simulering af Deepwater Horizon-udslippet for at bestemme mere præcist, hvor hundredtusindvis af liter olie spredtes efter boreriggens eksplosion i Den Mexicanske Golf i 2010.

ledet af Michel Boufadel, direktør for NJIT's Center for Naturressourcer (CNR), den indledende fase af eksperimentet involverede frigivelse af flere tusinde liter olie fra et en-tommers rør slæbt langs bunden af ​​tanken for at reproducere havstrømforhold.

"Anlægget ved Ohmsett giver os mulighed for så tæt som muligt at simulere forholdene til søs, og dermed observere, hvordan dråber af olie blev dannet og retningen og afstanden, de rejste, " sagde Boufadel.

Senere på sommeren, hans team vil udføre anden fase af eksperimentet, når de vil påføre olien dispergeringsmidler, når den skyder ind i tanken for at observere virkningerne på dråbedannelse og bane.

Hans teams forskning, udført ved det amerikanske indenrigsministeriums Ohmsett-anlæg ved Naval Weapons Station Earle i Leonardo, N.J., blev beskrevet i en nylig artikel, "Den forvirrende fysik af oliedispergeringsmidler, "i Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ).

"Disse eksperimenter er de største nogensinde udført af et universitet med hensyn til mængden af ​​frigivet olie og omfanget, " bemærkede han. "De data, vi indhentede, som ikke er offentliggjort endnu, bliver brugt af andre forskere til at kalibrere deres modeller."

Holdet forventer at komme væk fra disse eksperimenter med indsigt, de kan anvende på en række havbaserede olieudslip.

"I stedet for at begrænse os til en retsmedicinsk undersøgelse af udgivelsen af ​​Deepwater Horizon, vi bruger det spild til at udforske spildscenarier mere generelt, " sagde Boufadel. "Vores mål er ikke at forberede os på det forrige udslip, men for at udvide horisonten for at udforske forskellige scenarier."

Mere end ni år efter Deepwater Horizon-boreriggen eksploderede, sender op til 900, 000 tons olie og naturgas ind i Den Mexicanske Golf, der er, imidlertid, dvælende spørgsmål om sikkerheden og effektiviteten af ​​et nøgleelement i nødberedskabet:indsprøjtning af kemikalier en kilometer under havoverfladen for at bryde olie, der spyr ud fra det sprængte undersøiske brøndhoved, for at forhindre det i at nå miljøfølsomme områder.

Til dato, spildoprensninger har primært fokuseret på at fjerne eller sprede olie på havoverfladen og kystlinjen, levesteder, der anses for at være vigtigere økologisk. Viden om det dybe hav er generelt langt mere skumle, og på tidspunktet for ulykken, BP's boreoperation var den dybeste i verden.

To år siden, Boufadel og samarbejdspartnere fra Woods Hole Oceanographic Institution, NJIT, Texas A&M University og det schweiziske føderale institut for akvatisk videnskab og teknologi samlede deres videnskabelige og tekniske ekspertise for at give nogle af de første svar på disse kontroversielle politiske spørgsmål.

Holdet begyndte med at udvikle fysiske modeller og computersimuleringer for at bestemme kursen, som olien og gassen tog efter udbruddet, inklusive brøkdelen af ​​større, mere flydende dråber, der flød til overfladen, og mængden af ​​mindre dråber fanget dybt under det på grund af havlagdeling og strømme. Boufadel og Lin Zhao, en postdoc forsker i CNR, udviklet en model, der forudsagde størrelsen af ​​dråber og gasbobler, der kommer fra brøndhovedet under udblæsningen under overfladen; de tog så vandtrykket ind, temperatur og olieegenskaber i modellen, og anvendte det til at analysere virkningerne af de injicerede dispergeringsmidler på denne strøm.

"Blandt andre test af vores model, vi studerede hydrodynamikken af ​​forskellige oliefaner, der strålede ind i forskellige bølgetanke, " bemærkede Zhao. Forskere ved Texas A&M skabte igen en model til at studere bevægelsen af ​​forurenende stoffer væk fra brøndhovedet.

Forskerne fastslog, at brugen af ​​dispergeringsmidler havde en væsentlig indvirkning på luftkvaliteten i området for udslippet ved at reducere mængden af ​​giftige forbindelser såsom benzen, der nåede havets overflade, og dermed beskytte beredskabspersonale på stedet mod forureningens fulde belastning. Deres undersøgelse blev offentliggjort i PNAS .

"Reagerende myndigheder og industrien stod over for et olieudslip af hidtil uset størrelse og havdybde, sætte dem i en kamp med høje indsatser mod store ukendte, "Christopher Reddy, seniorforsker ved Woods Hole Oceanographic Institution, og Samuel Arey, en seniorforsker ved det schweiziske føderale institut for akvatisk videnskab og teknologi, skrev i Oceanus magazine.

"Miljørisici forbundet med udslip af petroleum på dybt hav er vanskelige at forudsige og vurdere på grund af manglen på forudgående undersøgelser, " Boufadel bemærkede. "Der er også en større debat om virkningen af ​​kemiske dispergeringsmidler. Der er en tankegang, der siger, at al olien skal fjernes mekanisk."

Boufadel tilføjede, at de vandopløselige og flygtige forbindelser, der ikke nåede overfladen, var fanget i en vandmasse, der dannede en stabil indtrængen ved 900 til 1, 300 meter under overfladen.

"Disse forudsigelser afhænger af lokale vejrforhold, der kan variere fra dag til dag. vi forudser, at oprydningsforsinkelser ville have været meget hyppigere, hvis der ikke var blevet anvendt en underjordisk dispergeringsmiddelinjektion, Reddy og Arey sagde, tilføjer, "Men dette er ikke det sidste ord om brugen af ​​dispergeringsmidler."

Det aktuelle eksperiment er et forsøg på at give mere definitive svar.