Солнечный свет снижает эффективность диспергентов, используемых при разливах нефти

Два новых исследования показали, что солнечный свет трансформирует нефтяные разливы на поверхности океана значительнее и быстрее, чем считалось ранее. Это явление существенно ограничивает эффективность химических диспергентов, предназначенных для расщепления плавающей нефти и сокращения её количества, достигающего береговой линии.

Исследовательская группа под руководством Океанографического института Вудс-Хоул (WHOI) установила, что солнечный свет химически изменяет сырую нефть, плавающую на поверхности моря, в течение часов или дней. В последующем исследовании команда сообщила, что солнечный свет превращает нефть в соединения, которые диспергенты не могут легко расщепить. Результаты этих двух работ могут повлиять на решения спасателей о том, когда, где и как использовать диспергенты. Связанные исследования были опубликованы 20 февраля 2018 года в Journal Environmental Science & Technology и 25 апреля 2018 года в Environmental Science & Technology Letters.

«Считалось, что солнечный свет оказывает незначительное влияние на эффективность диспергентов, — сказал Коллин Уорд, учёный WHOI и ведущий автор обоих исследований. — Наши выводы показывают, что солнечный свет является основным фактором, контролирующим эффективность диспергентов. И поскольку фотохимические изменения происходят быстро, они ограничивают временное окно для эффективного применения диспергентов».

Диспергенты содержат детергенты, подобные тем, что используются для мытья посуды, которые помогают разбить нефть на мелкие капли. Однако для этого детергентам сначала необходимо смешаться с нефтью и водой. Солнечный свет препятствует этому ключевому шагу. Процесс фотоокисления (фотохимического «выветривания») создаёт в нефти соединения, лишь частично растворимые в растворителе диспергента, что ограничивает способность детергентов смешиваться с нефтью и разбивать её на капли.

Это открытие предполагает, что спасателям следует учитывать солнечный свет при определении «временного окна» для эффективного использования диспергентов. В солнечные дни оно будет гораздо короче, чем считалось ранее. «Это исследование ставит под сомнение парадигму о незначительном влиянии фотохимического выветривания на эффективность авиационных диспергентов», — отметил Уорд.

Учёные провели лабораторные эксперименты, воздействуя на свежую нефть с месторождения Deepwater Horizon солнечным светом. Результаты показали, что свет быстро фотоокисляет нефть, превращая её в соединения, которые снижают эффективность диспергентов как минимум на 30% за несколько дней. Совместно с экспертами по моделированию они смоделировали условия разлива Deepwater Horizon, наложив на них 412 реальных маршрутов самолётов, распылявших диспергенты.

Моделирование показало, что при средних условиях ветра и солнечного света большинство применений диспергентов не достигли бы минимальных уровней эффективности, установленных Агентством по охране окружающей среды США (EPA), поскольку нацеливались на фотохимически выветренную нефть. Даже в лучших сценариях — облачная погода и сильный ветер — десятки применений диспергентов всё равно не достигли бы необходимого уровня эффективности.