我在新澤西州海岸的一個(gè)600英尺長(zhǎng)的海水波浪水箱，新澤西理工學(xué)院(NJIT)的一個(gè)研究小組正在進(jìn)行有史以來(lái)最大規(guī)模的深水地平線溢油模擬，以確定更精確地確定成千上萬(wàn)的地方2010年墨西哥灣鉆井平臺(tái)發(fā)生爆炸后，加侖石油分散。

在新澤西理工學(xué)院自然資源中心(CNR)主任Michel Boufadel的帶領(lǐng)下，實(shí)驗(yàn)的初始階段包括從沿著水箱底部拖動(dòng)的一英寸管道釋放數(shù)千加侖的油，以便再現(xiàn)海流條件。

“Ohmsett的設(shè)施使我們能夠盡可能地模擬海上的條件，從而觀察形成的油滴和它們行進(jìn)的方向和距離，”Boufadel說(shuō)。

今年夏天晚些時(shí)候，他的團(tuán)隊(duì)將進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的第二階段，當(dāng)他們射入油箱時(shí)將分散劑應(yīng)用于油，以觀察對(duì)液滴形成和軌跡的影響。

他的團(tuán)隊(duì)的研究是在美國(guó)新澤西州萊昂納多的美國(guó)內(nèi)政部位于厄爾的海軍武器站厄勒的工廠進(jìn)行的，在最近的一篇文章“石油分散劑的令人困惑的物理學(xué)”中詳細(xì)介紹了“美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊 ” (PNAS)。

“這些實(shí)驗(yàn)是大學(xué)有史以來(lái)規(guī)定的最大石油釋放量和規(guī)模，”他指出。“我們獲得的數(shù)據(jù)尚未公布，其他研究人員正在使用這些數(shù)據(jù)來(lái)校準(zhǔn)他們的模型。”

該團(tuán)隊(duì)希望通過(guò)他們可以應(yīng)用于各種海洋石油釋放的見(jiàn)解來(lái)擺脫這些實(shí)驗(yàn)。

“而不是僅僅局限于對(duì)深水地平線發(fā)布的法醫(yī)調(diào)查，我們正在利用這種泄漏來(lái)更廣泛地探索泄漏情景，”Boufadel說(shuō)。“我們的目標(biāo)不是為之前的漏油事件做好準(zhǔn)備，而是為了拓寬視野以探索各種情景。”

“深水地平線”鉆井平臺(tái)爆炸九年多后，向墨西哥灣輸送了多達(dá)90萬(wàn)噸石油和天然氣，然而，對(duì)于應(yīng)急響應(yīng)關(guān)鍵要素的安全性和有效性存在疑問(wèn)：注入海洋表面以下一英里處的化學(xué)物質(zhì)，用于破壞海底井口破裂產(chǎn)生的油，以防止其到達(dá)對(duì)環(huán)境敏感的區(qū)域。

到目前為止，溢油清理主要集中在去除或分散海洋表面和海岸線上的油，這些棲息地被認(rèn)為在生態(tài)上更為重要。對(duì)深海的了解總體上比較模糊，在事故發(fā)生時(shí)，BP的鉆井作業(yè)是世界上最深的。

兩年前，Boufadel和Woods Hole海洋研究所，NJIT，德克薩斯A&M大學(xué)和瑞士聯(lián)邦水生科學(xué)與技術(shù)研究所的合作者匯集了他們的科學(xué)和技術(shù)專長(zhǎng)，為這些有爭(zhēng)議的政策問(wèn)題提供了一些初步答案。

該團(tuán)隊(duì)首先開(kāi)發(fā)了物理模型和計(jì)算機(jī)模擬，以確定噴發(fā)后石油和天然氣的過(guò)程，包括漂浮在地表上的較大，較浮力的液滴的分?jǐn)?shù)以及由于海洋而在其下方深處捕獲的較小液滴的數(shù)量分層和潮流。CNF的博士后研究員Boufadel和林昭開(kāi)發(fā)了一個(gè)模型，用于預(yù)測(cè)地下井噴期間從井口噴出的水滴和氣泡的大小; 然后，他們將水壓，溫度和油性質(zhì)考慮到模型中，并用它來(lái)分析注入的分散劑對(duì)該流的影響。

“在我們的模型的其他測(cè)試中，我們研究了各種噴射到不同波浪槽中的羽流的流體動(dòng)力學(xué)，”趙說(shuō)。反過(guò)來(lái)，Texas A&M的研究人員創(chuàng)建了一個(gè)模型來(lái)研究污染物遠(yuǎn)離井口的運(yùn)動(dòng)。

研究人員確定，通過(guò)減少到達(dá)海洋表面的苯等有毒化合物的數(shù)量，使用分散劑對(duì)泄漏區(qū)域的空氣質(zhì)量產(chǎn)生重大影響，從而保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)急工作人員免受全面沖擊污染 他們的研究發(fā)表在 PNAS上。

伍茲霍爾海洋研究所的高級(jí)科學(xué)家克里斯托弗雷迪和高級(jí)研究員塞繆爾阿里說(shuō)：“政府和行業(yè)應(yīng)急人員面臨著前所未有的大小和海洋深度的石油泄漏事件，使他們陷入與大未知的高風(fēng)險(xiǎn)對(duì)抗中。”在瑞士聯(lián)邦水生科學(xué)與技術(shù)研究所，在Oceanus雜志上寫(xiě)道。

“由于缺乏事先調(diào)查，深海石油釋放造成的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)很難預(yù)測(cè)和評(píng)估，”Boufadel指出。“關(guān)于化學(xué)分散劑的影響也存在更大爭(zhēng)議。有一種觀點(diǎn)認(rèn)為所有的油都應(yīng)該用機(jī)械去除。”

Boufadel補(bǔ)充說(shuō)，未到達(dá)表面的水溶性和揮發(fā)性化合物被捕獲在水團(tuán)中，在水面以下900至1300米處形成穩(wěn)定的侵入。

“這些預(yù)測(cè)取決于當(dāng)?shù)氐奶鞖鈼l件，這些天氣條件可能會(huì)從今天開(kāi)始變化。但是，如果沒(méi)有應(yīng)用地下分散劑注入，我們預(yù)計(jì)清理延遲會(huì)更頻繁，”Reddy和Arey說(shuō)道，“但是這個(gè)對(duì)分散劑的使用不是最后決定權(quán)。“

目前的實(shí)驗(yàn)試圖提供更明確的答案。