כיצד פועלים חומרי פיזור שמן?

בזמן שהעולם מחכה לראות אם א "הרוג העליון" הפעולה יכולה לסתום את דליפת הנפט ההרסנית של Deepwater Horizon במפרץ, ההצעה המדהימה להתמודד עם יותר מ-11 מיליון ליטרים של נפט גולמי שנשפך עד כה. כדי להילחם בסליק האדיר, הנשק העיקרי של BP הוא חומר מפיץ שמן כימי. החברה כבר השתמשה בכמות חסרת תקדים של חומר פיזור - מעל 840,000 גלונים - והיא מוכנה לפרוס יותר.

אז מה בדיוק עושה מפזר שמן?

החדשות הטובות, אם קיימות, הן שנפט גולמי כשלעצמו מתכלה במידה רבה. הוא עשוי מדינוזאורים, אחרי הכל, וחיידקים טבעיים ומיקרואורגניזמים תת-מימיים אחרים יזונו מנפט גולמי ויפרקו אותו. הצרות (מעבר להשפעות ההרסניות של 11 מיליון גלונים) האם התכונות המלוכדות של השמן - אותן תכונות שהופכות כוסות מדידה מצופות שמן לכאב לשטוף - משמעותן שמן עצום חלקלק כמו זה שמכסה כעת את המפרץ מציג מעט מאוד שטח פנים מולקולרי לחיידקים שיקחו אותו מטה.

הכוח הטבעי העיקרי מאחורי התמוטטות של כתם שמן גדול הוא מערבולות, מתפזר או לא. בכיור מלא במים, לחיצה נמרצת של כוס המדידה השמנונית הזו מורידה יותר שמן מאשר החלקה עדינה מסביב. אבל אם אתה מוסיף מעט סבון, ניקוי כוס המדידה הוא אפילו יותר קל. מפזר שמן הוא סבון כלים, המוריד את המתח בין שמן למים ומאפשר לטיפות קטנות של שמן להתנתק מהגושים הגדולים יותר.

Corexit, חומר הפיזור ש-BP משתמש כעת, מכיל שישה כימיקלים. המתכון המדויק הוא סוד, לדברי היצרן של Corexit, Nalco, אך הוא מכיל חומר פעיל שטח וממס. חומרים פעילי שטח הם מולקולות ארוכות שהן הידרופיליות (מחפשות מים) בקצה האחד ואולאופיליות (מחפשות שמן) מהצד השני. קצה אחד תופס מולקולת שמן, השני, מולקולת מים. על ידי הגעה אל מעבר לגבול שמן-מים, חומר השטח מוריד את המתח ששומר על שני החומרים בנפרד.

כתם שמן בודד, מעורבב עם חומר פיזור, מתפרק בזרימה סוערת. קוטר הגלוב המקורי הוא כמילימטר. הסרטון מגיע ממחקר בגיליון פברואר של Physical Review Letters, ומופיע באדיבות החוקרים, Balaji Gopalan ו יוסף כץ.

טיפות קטנות יותר ומפוזרות פחות מאיימות משתי סיבות: הן מציגות יותר שטח פנים למים, כך שחיידקי האוקיינוס ​​יכולים לפרק את הנפט מהר יותר; בנוסף, הטיפות הקטנות הרבה יותר איטיות לעלות אל פני השטח, שומרות את הנפט בים במקום באזורי ביצות של החוף ונותנות לחיידקים יותר זמן לעשות את הקסם שלהם.

אבל מערבולת טבעית היא המפתח: במים רגועים, חומר הפיזור לא יעזור הרבה, בדיוק כפי שכוס המדידה המונחת בתחתית הכיור הסבון לא תנקה את עצמה. אז במים שקטים, צוותי הניקיון חייבים לפנות לשיטות אחרות, כמו בומים סופגים וכוויות מבוקרות. טכניקות אלו נמצאות בשימוש לאורך החוף. רוב מפרץ מקסיקו לא רגוע במיוחד כרגע - עונת ההוריקנים מתחילה אחרי הכל ב-1 ביוני - כך שלעת עתה, חומרי פיזור הם הבחירה הטובה יותר הרחק מהחוף.

לאחר מריחת חומר הפיזור, טיפות הנפט הזעירות עוקבות אחר זרמי המים בנומרות התת-מימיות. זה טוב להרחיק את הנפט הזה מאדמות ביצות של החוף, אבל מה עם החיים באוקיינוס ​​שנמצאים רחוק יותר, כמו אלמוגים וצדפות? BP והמינהל הלאומי לאוקיאנוס ואטמוספירה עוקבים אחר תנאי הים, וזה הטוב ביותר שהם יכולים לעשות כרגע.

חומרי פיזור מעולם לא יושמו בקנה מידה זה, מה שמשאיר את מדעני הסביבה מנחשים לגבי ההשלכות. ייתכן שקורקזיט גרם לאשפוז של שבעה עובדי ניקיון בבית החולים עם קוצר נשימה ובחילות. בשבוע שעבר, ה-EPA ביקש ש-BP יחליף חומרי פיזור בגלל בעיות רעילות, אם כי BP הגיבה ש-Corexit לא כל כך מזיק כפי שטענה ה-EPA. נכון לכתיבת שורות אלה, BP מתפשרת באמצעות Corexit רק מתחת למים, ולא על פני השטח. היישום מתחת למים אומר שניתן להשתמש בחומר המפיץ בריכוז נמוך יותר, ביחס שמן לפיזור של 50 ל-1.

מלבד הבעיות סביב Corexit עצמה, מדעני סביבה גם לא יודעים מה יהיו ההשפעות ארוכות הטווח של שמן מפוזר. BP ו-NOAA עוקבות מקרוב אחר הנפט המפוזר. בינתיים הם מחזיקים אצבעות שהחומר המפיץ לפחות מונע מהשמן להישטף אל החוף, שם הוא מלכלך מערכות אקולוגיות עדינות של החוף. "זה הפחות מכל הרעות", אמר ננסי כינר, מנהל שותף של המרכז לחקר תגובה חופים, מדבר בטלפון משדה התעופה בניו אורלינס.

שום פתרון אינו אידיאלי, וכרגע, מדעני סביבה חושבים שחומרי פיזור הם האפשרות הטובה ביותר. כינר רק סיים יומיים בפגישה של פקידי ממשל ומדענים מה-EPA, NOAA, משמר החופים וחוקרים מקנדה ונורבגיה. בין כ-50 שנאספו שם, היא אמרה, הקונצנזוס החזק היה שעבור דליפת הנפט הזו, חומרי פיזור תת-מימיים הם הבחירה הנכונה. "זה הכלי בארגז הכלים שיש להשתמש בו כדי להרחיק את הנפט מהשטחים הביצים הרגישים ומחוץ מבתי הגידול של החוף הקרובים לחוף", אמרה.

ההודעה האחרונה בבלוג

צפו במתקפת המל"ט המאושרת הראשונה של ניגריה - נגד בוקו חראם
August 20, 2023

נראה שהתמונה הזו מ-25 בינואר 2015 מציגה רחפן CH-3 מתוצרת סינית, בבעלות ניגריה, שנחת הפוך. שני מטוסי ה-ATGM של AR-1 המחוברים לעמודי הכנפיים שלו מצבי...

טכניקת מזעור ננו שפותחה עבור טילים מובילה לרפואת שיניים טובה יותר
August 20, 2023

אנו עשויים להרוויח הכנסות מהמוצרים הזמינים בדף זה ולהשתתף בתוכניות שותפים. למידע נוסף › שטח... אנו עשויים להרוויח הכנסות מהמוצרים הזמינים בדף זה ו...

מחזור החיים של רעיונות
August 20, 2023

איור מאת Accurat.it: Giorgia Lupi, Simone Quadri, Gabriele Rossi, Glauco Mantegari, Pietro Guinea Montalvo, ו-David Ciuffiלחץ כדי לראות תמונה גדולה...