Skip to content Skip to left sidebar Skip to right sidebar Skip to footer

Фотодисоциация – слънцето разтваря нефта в морската вода

Фотодисоциация

Фотодисоциация или как слънцето разтваря нефта в морската вода. Оказа се, че 10% или повече от нефта в морската вода може да се разтвори чрез фотодисоциация.

Находища на нефт и газ са разположени в континенталния шелф или в морета и океани. При сондажни аварии навътре в морето има опасност от предизвикване на сериозна екологична катастрофа. Това се случва когато голямо количество нефт, дори стотици хиляди тона, попадне във водата.

Подобни рискове възникват и при транспортирането на нефт от танкери през океана. Заседнали на плитчина и разпадащи се плавателни съдове също „почерняват“ морето и крайбрежието. Така те убиват морски обитатели, птиците и трайно отравят крайбрежните екосистеми.

Нефтените разливи обикновено се представят, като черна утайка на брега. Може би си спомняте за печално известната авария на нефтената платформа Deepwater Horizon, управлявана от BP. Около 400 000 тона нефт се изливат в Мексиканския залив.

Почти никога не е възможно да се събере целият разлят нефт, затова е важно да се разберат пътищата, по които нефтът „пътува“. Какво се случва с него физически, химически, къде се натрупва, на кого вреди, кой и как го преработва и т.н.

Реакциите на окисление,

когато са изложени на слънчева светлина, могат да превърнат неразтворимите компоненти на суровия нефт в морето в продукти, разтворими във вода. Този процес се нарича фотодисоциация. Преди това фотодисоциацията никога не е била споменавана в раздела за нефтените разливи.

Както пишат изследователи от Океанографския институт в Уудс Хоул в статия в Science Advances, голяма част от петролния разлив просто се разтваря във водата. Но маслото, както и други хидрофобни течности като маслото, не се смесва с вода, нали? Тук няма противоречие, защото маслото не се разтваря веднага, а едва след като е било изложено на слънчева светлина за известно време.

Факт е, че слънчевата светлина, особено ултравиолетовата ѝ част, може да инициира химични трансформации във въглеводородните молекули, като например да стимулира тяхното окисление. Когато въглеводородната молекула „порасне“ с различни химични групи, съдържащи един и същ кислород, нейната разтворимост във вода се увеличава значително, с други думи, тя престава да се „страхува“ от водата. Ето защо колкото по-дълго нефтеният филм върху водната повърхност е изложен на светлина, толкова повече нефт ще се разтвори от него в солената морска вода – процес, наречен фотодисоциация. Въпреки че самият ефект на фотодисоциация е известен отдавна, по някаква причина доскоро не бяха правени количествени оценки за действителни инциденти с нефтени разливи. Е, сега поне разполагаме с тях: изследователите изчисляват, че между 3 и 17% от разлива в Мексиканския залив през 2010 г. се е разтворил във водата.

Полезно ли е за околната среда?

От една страна, колкото повече нефт се разтваря във водата, толкова по-малко нефт ще достигне брега и толкова по-малко птици и други крайбрежни обитатели ще загинат в него, а това е добре. Освен това разтвореното във водата масло ще бъде по-достъпно за всички водни микроорганизми, които могат да го преработят. От друга страна, все още не е ясно как това ще се отрази на морската флора и фауна и това е тема за нови изследвания.

Реакторна система,

базирана на светодиоди, използвана за лабораторно облъчване на масло.

(А) Схема на реактор със светодиоди. Всеки реактор се състои от два корпуса – вътрешен и външен. Вътрешният съд съдържа алуминиева платформа с различна височина и гладък стъклен диск. Върху него се нанася равномерен маслен филм с дебелина 200 µm. Масленият филм е разположен непосредствено под LED чипа. Във външния корпус е разположен светодиодният чип, който е монтиран върху печатна платка и радиатор. Захранващите проводници се свързват със захранващия блок (не е показано). Когато се използва, външният корпус приляга плътно към вътрешния.

(Б) Реакторният блок, използван за облъчване на маслото в това изследване, със светодиоди с дължини на вълните (nm). Те  варират от ултравиолетова светлина (278 nm) до червена светлина във видимата област (629 nm).

(В) Относителна спектрална яркост на фотоните за осемте светодиодни чипа, използвани в изследването.

Енергийният потенциал на слънчевата светлина, падаща върху повърхността на Земята за 1 час, е приблизително равен на общото потребление на енергия от човечеството за цяла година.

Още интересни статии.