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有史以来最大规模的深水地平线溢油模拟

发布时间:2019-06-28 11:41:51 来源:

在新泽西州海岸600英尺长的海水波浪水池中,新泽西理工学院(NJIT)研究小组正在进行有史以来最大规模的深水地平线溢油模拟,以确定更精确地确定数十万2010年墨西哥湾钻井平台发生爆炸后,加仑石油分散。

在新泽西理工学院自然资源中心(CNR)主任Michel Boufadel的带领下,实验的初始阶段包括从沿着水箱底部拖动的一英寸管道释放数千加仑的油,以便再现海流条件。

“Ohmsett的设施使我们能够尽可能地模拟海上的条件,从而观察形成的油滴和它们行进的方向和距离,”Boufadel说。

今年夏天晚些时候,他的团队将进行实验的第二阶段,当他们射入油箱时将分散剂应用于油,以观察对液滴形成和轨迹的影响。

他的团队的研究是在美国新泽西州莱昂纳多的美国内政部位于厄尔的海军武器站厄勒的工厂进行的,在最近的一篇文章“石油分散剂的令人困惑的物理学”中详细介绍了“美国国家科学院院刊 ” (PNAS)。

“这些实验是大学有史以来规定的最大石油释放量和规模,”他指出。“我们获得的数据尚未公布,其他研究人员正在使用这些数据来校准他们的模型。”

该团队希望通过他们可以应用于各种海洋石油释放的见解来摆脱这些实验。

“而不是仅仅局限于对深水地平线发布的法医调查,我们正在利用这种泄漏来更广泛地探索泄漏情景,”Boufadel说。“我们的目标不是为之前的漏油事件做好准备,而是为了拓宽视野以探索各种情景。”

“深水地平线”钻井平台爆炸九年多后,向墨西哥湾输送了多达90万吨石油和天然气,然而,对于应急响应关键要素的安全性和有效性存在疑问:注入海洋表面以下一英里处的化学物质,用于破坏海底井口破裂产生的油,以防止其到达对环境敏感的区域。

到目前为止,溢油清理主要集中在去除或分散海洋表面和海岸线上的油,这些栖息地被认为在生态上更为重要。对深海的了解总体上比较模糊,在事故发生时,BP的钻井作业是世界上最深的。

两年前,Boufadel和Woods Hole海洋研究所,NJIT,德克萨斯A&M大学和瑞士联邦水生科学与技术研究所的合作者汇集了他们的科学和技术专长,为这些有争议的政策问题提供了一些初步答案。

该团队首先开发了物理模型和计算机模拟,以确定喷发后石油和天然气的过程,包括漂浮在地表上的较大,较浮力的液滴的分数以及由于海洋而在其下方深处捕获的较小液滴的数量分层和潮流。CNF的博士后研究员Boufadel和林昭开发了一个模型,用于预测地下井喷期间从井口喷出的水滴和气泡的大小; 然后,他们将水压,温度和油性质考虑到模型中,并用它来分析注入的分散剂对该流的影响。

“在我们的模型的其他测试中,我们研究了各种喷射到不同波浪槽中的羽流的流体动力学,”赵说。德克萨斯A&M的研究人员反过来创建了一个模型来研究污染物远离井口的运动。

研究人员确定,通过减少到达海洋表面的苯等有毒化合物的数量,使用分散剂对泄漏区域的空气质量产生重大影响,从而保护现场的应急工作人员免受全面冲击污染 他们的研究发表在PNAS上。

伍兹霍尔海洋研究所的高级科学家克里斯托弗雷迪和高级研究员塞缪尔阿里说:“政府和行业应急人员面临着前所未有的大小和海洋深度的石油泄漏事件,使他们陷入与大未知的高风险对抗中。”在瑞士联邦水生科学与技术研究所,在Oceanus杂志上写道。

“由于缺乏事先调查,深海石油释放造成的环境风险很难预测和评估,”Boufadel指出。“关于化学分散剂的影响也存在更大争议。有一种观点认为所有的油都应该用机械去除。”

Boufadel补充说,未到达表面的水溶性和挥发性化合物被捕获在水团中,在水面以下900至1300米处形成稳定的侵入。

“这些预测取决于当地的天气条件,每天都会有所不同。但是,如果没有应用地下分散剂注入,我们预计清理延迟会更频繁,”Reddy和Arey说道,“但是这不是使用分散剂的最终决定权。“

目前的实验试图提供更明确的答案。

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