Dos nuevos estudios han demostrado que la luz solar transforma los derrames de petróleo en la superficie del océano de manera más significativa y rápida de lo que se pensaba anteriormente. El fenómeno limita considerablemente la efectividad de los dispersantes químicos, que están diseñados para romper el petróleo flotante y reducir la cantidad de petróleo que llegacostas.
Un equipo de investigación dirigido por la Institución Oceanográfica Woods Hole WHOI encontró que la luz solar altera químicamente el petróleo crudo que flota en la superficie del mar en cuestión de horas o días. En un estudio de seguimiento, el equipo informó que la luz solar transforma el petróleo en diferentes compuestos que los dispersantes no puedenlos resultados de estos dos estudios podrían afectar la forma en que los respondedores deciden cuándo, dónde y cómo usar dispersantes.
Los estudios relacionados se publicaron el 20 de febrero de 2018 en el Revista Ciencia y Tecnología Ambientales y hoy 25 de abril de 2018 en el diario Cartas de Ciencia y Tecnología Ambiental .
"Se ha pensado que la luz solar tiene un impacto insignificante en la efectividad de los dispersantes", dijo Collin Ward, científico de WHOI y autor principal de ambos estudios. "Nuestros hallazgos muestran que la luz solar es un factor primario que controla el rendimiento de los dispersantes". Y debido a que los cambios fotoquímicos ocurren rápidamente, limitan la ventana de oportunidad para aplicar dispersantes de manera efectiva ".
Los dispersantes contienen detergentes, no muy diferentes de los que usan las personas para lavar los platos, que ayudan a descomponer el aceite en pequeñas gotas que pueden diluirse en el océano y / o ser consumidos por microbios antes de que el petróleo pueda ser arrastrado a las costas sensibles. Pero para hacerloEn su trabajo, los detergentes también conocidos como tensioactivos primero deben mezclarse con el aceite y el agua, y el aceite y el agua, famoso, no se mezclan.
Para superar esta barrera, los dispersantes contienen un solvente orgánico que ayuda a mezclar el aceite, los detergentes y el agua. Solo hasta que ocurra este paso clave pueden los tensioactivos hacer su trabajo para romper el aceite en gotitas. Pero la luz solar obstruye este paso clave, elnuevos estudios muestran.
Antes de que los dispersantes puedan aplicarse, la energía de la luz del sol ya está rompiendo enlaces químicos en los compuestos de petróleo, separando átomos o cadenas químicas y creando aberturas para que el oxígeno se una. Este proceso de fotooxidación también conocido como "meteorización fotoquímica"" es similar al proceso que hace que la pintura de su automóvil o los colores de su ropa se desvanezcan si se dejan al sol demasiado tiempo.
Hasta la fecha, las pruebas para determinar la efectividad de los dispersantes usaban solo aceite "fresco" que no había sido alterado por la luz solar. En sus estudios, los investigadores realizaron extensas pruebas de laboratorio exponiendo el aceite a la luz solar. Mostraron que la luz solar transforma rápidamente el aceite en residuosque son solo parcialmente solubles en el solvente del dispersante. Eso limita la capacidad de los detergentes para mezclarse con el aceite fotooxidado y romper el aceite en gotas.
El hallazgo sugiere que los respondedores deberían tener en cuenta la luz solar para determinar la "ventana de oportunidad" para usar dispersantes de manera efectiva. Sería mucho más corto de lo que se pensaba anteriormente en días soleados que en días nublados.
"Este estudio desafía el paradigma de que la meteorización fotoquímica tiene un impacto insignificante en la efectividad de los dispersantes aéreos aplicados en respuesta a derrames de petróleo", dijo Ward. "La luz solar altera rápidamente el petróleo en compuestos químicos que los dispersantes no pueden romper fácilmente en gotitasPor lo tanto, la meteorización fotoquímica es un factor crítico que debe considerarse para optimizar las decisiones sobre cuándo usar dispersantes ".
En experimentos de laboratorio en la década de 1970, los científicos habían demostrado que la luz altera la química del petróleo, pero los hallazgos no se podían aplicar a los derrames de petróleo a gran escala en el océano. Esto se debió principalmente a que en la mayoría de los derrames, el petróleo fluyó rápidamentedesde la escena antes de que se pudiera tomar una muestra de inmediato, en el breve período crítico antes de que la luz del sol se fotooxidara. El flujo continuo del desastre del Deepwater Horizon de 2010 proporcionó una oportunidad única: debido a que el petróleo flotó en la superficie del mar durante 102 días, dioLos funcionarios tienen la oportunidad de recolectar petróleo poco después de que salió a la superficie y fue expuesto a la luz solar.
Los científicos de WHOI obtuvieron y analizaron muestras de petróleo de Deepwater Horizon que fue desnatado de la superficie casi inmediatamente después de salir a la superficie. Descubrieron que cuanto más tiempo flotaba el petróleo en la superficie del mar iluminado por el sol, más se oxidaba el aceite. Estimaronque la mitad del petróleo derramado había sido alterado en días.
El siguiente paso fue probar cómo respondería el aceite fotooxidado a los dispersantes. Los científicos probaron el aceite Deepwater Horizon fresco sin alterar que se recogió directamente de la tubería ascendente rota en el fondo marino. Controlaron meticulosamente las condiciones de laboratorio para evitar cambios de temperatura,evaporación, infiltración de luz y otros factores, y expusieron el aceite a duraciones crecientes de luz. Cassia Armstrong, una estudiante invitada del Trinity College, desempeñó un papel clave en la realización de estas pruebas y es autora del artículo.
Los científicos de WHOI también colaboraron estrechamente con Robyn Conmy, uno de los principales expertos de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. En el desarrollo de nuevas tecnologías para responder a los derrames de petróleo. Para realizar pruebas sobre la efectividad de los dispersantes, la EPA utiliza un método específico y diseñado a medidacristalería, que Conmy prestó a los científicos de WHOI para sus experimentos.
Los resultados de los experimentos mostraron que la luz fotooxida rápidamente el aceite fresco, transformándolo en compuestos que reducen la efectividad de los dispersantes en al menos un 30 por ciento en unos pocos días.
A continuación, los científicos se asociaron con Deborah French McCay, modeladora de derrames de petróleo reconocida internacionalmente en RPS ASA, una firma consultora de ciencia y tecnología en Rhode Island. Simularon condiciones que podrían haber ocurrido durante el derrame de Deepwater Horizon, incluyendo un rango de velocidades de vientosy los niveles de luz solar. Luego superpusieron todas las 412 líneas de vuelo reales de aviones que rociaron dispersantes durante la crisis.
Los resultados mostraron que, en condiciones de viento y luz solar promedio, la mayoría de las aplicaciones de dispersantes no habrían alcanzado niveles mínimos de efectividad designados por la EPA porque apuntaban al petróleo degradado fotoquímicamente. Incluso en los mejores escenarios para la pulverización de dispersantes aéreos:- clima nublado lo que limitaría la meteorización fotoquímica y condiciones de vientos fuertes que transportarían el petróleo más lejos del área del derrame antes de que la luz solar lo transformara - docenas de aplicaciones de dispersantes aéreos aún no habrían alcanzado los niveles de efectividad designados por la EPA.
"Creamos un equipo que combinó la experiencia de la academia, el gobierno y la industria", explicó Christopher Reddy, químico marino de WHOI. "En futuras crisis por derrames de petróleo, la comunidad necesita el mismo tipo de cooperación y colaboración para lograr la eficienciadecisiones más sabias sobre cómo responder con mayor eficacia "
"Este estudio muestra lo importante que es hacer la investigación más básica sobre las reacciones químicas que tienen lugar en el medio ambiente", dijo Henrietta Edmonds, directora del programa en la División de Ciencias del Océano de la Fundación Nacional de Ciencias, que financió la investigación ".Los resultados nos ayudan a aprender cómo responder eficazmente a los derrames de petróleo ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Institución Oceanográfica Woods Hole . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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