Deepwater Horizon -öljyvuodon aikana vesipatsaaseen vapautuneen kaasun ja öljyn koostumus ja kohtalo

joulu 8, 2021
admin

Tulokset ja keskustelu

Näyte MW-1 sisälsi LMRP:n sisältä kerättynä pääasiassa öljyhiilivetyjä (kaasua ja öljyä) ja pienen määrän (noin 5 tilavuusprosenttia) koostumukseltaan meriveden kaltaista vesipitoista nestettä. Sitä vastoin näyte MW-2 sisälsi noin 23 % merivettä, mikä johtui oletettavasti nousevan öljyn, kaasun ja veden turbulenttisesta sekoittumisesta muutaman metrin korkeudella LMRP:n yläpuolella sijaitsevassa keräyspaikassa. Havainto siitä, että molemmat näytteet sisälsivät vain merivettä, osoittaa, että porausreiästä ei vapautunut kaasun ja öljyn mukana merkittäviä määriä suolaisia muodostumavesiä (14). Molempien näytteiden kemiallinen analyysi antoi vertailukelpoisia tuloksia ja osoitti, että hiilivetyjen C1-C5-komponenttien kokonaismäärä (taulukko 1) koostuu pääasiassa metaanista, jonka osuus on noin 80 mol-%. Kaasujen stabiilien hiili- ja vetyisotooppisuhteiden mukaan 13C- ja 2H-pitoisuudet kasvavat hiililuvun kasvaessa, mikä viittaa termogeeniseen alkuperään (16), mikä on johdonmukaista Macondon porauskaivon napauttaman syvän öljysäiliön tuotannon kanssa.

Näytä tätä taulukkoa:

  • Katso rivissä
  • Katso ponnahdusikkunassa

Taulukko 1. Metaani.

Hiilivetykaasujen (C1-C5) ja öljyn koostumus MW-1:stä Macondon porausreiästä 21. kesäkuuta 2010 ja vertailu kaasun loppujäseniin, jotka on arvioitu kenttätiedoista kesäkuulta 2010 Valentine et al. mukaan. (3)

Näytteen MW-1 sisällön avulla voitiin määrittää Macondo-kaivosta LMRP:stä virtaavien nesteiden kaasuöljysuhde (GOR, määritelty standardikuutiojaloin öljytynnyriä kohti 15,6 °C:ssa ja 1 baarissa). Vaikka näytteiden MW-1 ja MW-2 kemialliset ja isotooppianalyysit antoivat lähes identtisen koostumuksen kaasu- ja öljyjakeille, mitatut GOR-arvot erosivat näytteiden välillä. MW-1:n GOR-arvo oli 1 600, kun taas MW-2:n arvo oli 2 470 (taulukko 1). Epäilemme, että MW-2:lle määritettyä GOR-arvoa muutti faasien erottuminen muutaman metrin nousun aikana näytteenottopaikalle, ja sitä on saattanut vääristää myös muunnettu ROV:n työntölaite, joka ohjasi suurnopeuksisen vesisuihkun Top Hat #4:n tuuletusaukkoon poistaakseen kaivon nesteet näkökentästä näytteenoton aikana. Näin ollen MW-1 edustaa todennäköisesti tarkempaa kuvaa kaivosta poistuvasta nesteestä. MW-1:n arvo 1 600 on samankaltainen kuin öljyn lämpökypsyysindikaattoreiden perusteella ennustettu GOR-arvo, joka on 1 730 (taulukko 1) (15). Ympäristön hydrostaattinen paine ja lämpötila (150 bar, 5 °C) Macondon porauskaivon vuotokohdassa viittaavat siihen, että etaania ja korkeampia hiilivetyjä olisi pääasiassa nestemäisessä öljyfaasissa, kun taas metaani on pääasiassa kaasufaasissa (17).

Vähän aiemmin raportoidut GOR-arvot porauskaivosta vapautuneille nesteille rajoittuvat arvioihin, jotka on saatu öljynkeräysaluksista sen jälkeen, kun merenpohjaan talteen otetut hiilivedyt oli pumppauspumppauslaitteilla pumpattu meren pinnalle. Q4000-öljynkeräysaluksella 17. ja 23. kesäkuuta 2010 välisenä aikana räjähdyksenestolaitteen kuristuslinjasta kerätyille nesteille oli ominaista GOR-arvot, jotka vaihtelivat välillä 1 760-1 965 (keskiarvo = 1 810 ± 70) (18), mikä on lähellä tässä tutkimuksessa 21. kesäkuuta määritettyä arvoa. Kesäkuun 24. päivänä 2010 Q4000:lla talteen otettujen nesteiden GOR-arvo kuitenkin nousi äkillisesti arvoihin, jotka olivat lähellä 2 400, ja pysyi tällä tasolla heinäkuun 16. päivään 2010 (kuva 2) (18).

Kuva 2. Q4000:lla talteen otettujen nesteiden GOR-arvo.

GOR-arvojen kaaviot (A) päivämäärän ja (B) talteenottoalusten Discoverer Enterprise ja Q4000 keräämän päivittäisen öljyn funktiona (19).

Q4000:n päivittäisten GOR-arvojen analyysi kahdelta ajanjaksolta osoittaa, että niiden keskiarvot ja jakaumat eroavat tilastollisesti toisistaan yli 99 prosentin luottamustasolla. Sitä vastoin Discoverer Enterprise -keräysaluksella Top Hat #4:llä samanaikaisesti molempien jaksojen aikana kerätyissä hiilivedyissä ei ole tällaista äkillistä GOR:n muutosta, mikä osoittaa, että näiden pinta-alusten havaitsema näennäinen GOR:n vaihtelu johtuu itse keräysprosessista eikä loppuosan GOR:n vaihtelusta. Top Hat #4:stä kerättyjen nesteiden päivittäiset GOR-arvot osoittavat käänteistä korrelaatiota öljynkeräysnopeuden kasvun kanssa (kuva 2). Näiden suuntausten ekstrapolointi suurempiin öljynkeräysnopeuksiin johtaisi pienentyneisiin GOR-arvoihin, jotka ovat yhdenmukaisia myös Top Hat #4:n sisältä kerätyn MW-1:n loppuosan GOR-arvojen kanssa. Samanlaisia trendejä on havaittavissa nesteissä, jotka kerättiin ennen ja jälkeen Q4000:n askelmuutoksen.

Kun käytetään liittovaltion arvioimaa nestemäisen öljyn nettopäästöä, joka on 4,1 miljoonaa tynnyriä Meksikonlahdella (19), vesipatsaaseen vapautuneiden C1-C5-hiilivetyjen nettokokonaismääräksi saadaan 1,7 × 1011 g. Verrattaessa laskelmiamme muihin tutkimuksiin (taulukko S1) voidaan havaita eroavaisuuksia, jotka johtuvat ensisijaisesti käytetyistä GOR-arvoista. Esimerkiksi Valentine et al. (3) käyttivät 3000 GOR-arvoa, jolloin metaanin, etaanin ja propaanin kokonaispäästöt ovat kaksi kertaa suuremmat kuin meidän arvomme. Vertailun vuoksi Joye et al. (20) löysivät huippuarviossaan lähes neljä kertaa meidän arviomme mukaiset virtaukset.

MW-1-öljyjakeen koostumus sisälsi 74 % tyydyttyneitä hiilivetyjä, 16 % aromaattisia hiilivetyjä ja 10 % polaarisia hiilivetyjä (taulukko 1). Yhdessä muiden tulosten kanssa nämä tiedot ovat sopusoinnussa kohtalaisen kypsän, kevyen makean raakaöljyn kanssa, jossa ei ole merkkejä merenpohjan alapuolisesta biologisesta hajoamisesta (kuvat S2 ja S3, taulukko 1 ja taulukko S2). Polaarinen fraktio (10 %) koostuu happea, typpeä ja rikkiä sisältävistä molekyyleistä, jotka kattavat laajan molekyylipainoalueen. Monet näistä yhdisteistä kestävät haihtumista, biohajoamista ja fotolyysia. Näin ollen ne voivat jäädä ympäristöön vielä pitkään sen jälkeen, kun muut öljykomponentit on poistettu tai hajotettu (21, 22). Koska monia näistä polaarisista yhdisteistä ei tyypillisesti analysoida kenttänäytteistä, Meksikonlahteen vapautuneet 0,41 miljoonaa tynnyriä polaarisia hiilivetyjä saatetaan jättää huomiotta tutkimuksissa, joissa tutkitaan tämän öljyvuodon aikana vapautuneen öljyn kohtaloa.

Kokonaisanalyysien lisäksi kaasu- ja öljyfraktioista analysoitiin valikoituja yhdisteitä (taulukko S2). Olemme käyttäneet analyysituloksiamme sekä kaasu- ja öljyfraktioiden suhteellisia määriä laskeaksemme vapautuneen kokonaismäärän ja ”palautetun” säiliönesteen koostumuksen massa/massaperusteisesti. Tämä osoittaa, että Macondon porausreiästä vapautunut runsain yhdiste oli metaani, jonka massa oli 0,15 g g-1 palautettua nestettä. C1-C5-hiilivetyjen kokonaismäärä oli 0,24 g g-1 ja muiden 140 hiilivety-yhdisteen osuus palautetun nesteen kokonaismassasta oli 0,24 g g-1. Tämä osoittaa, että perinteiset molekyylitason menetelmät öljyn karakterisoimiseksi voivat ottaa huomioon vain puolet Macondon porausreiästä virranneesta aineesta.

Syvään mereen vapautuneiden hiilivetykomponenttien kohtalon rajoittamiseksi on otettava huomioon useita toisiinsa liittyviä prosesseja. LMRP:stä vapautunut öljy jakautuu nopeasti neljään faasiin syvän veden pylväässä: kaasufaasiin, nestemäiseen öljyfaasiin, vesifaasiin ja hydraattivaiheeseen. Kun nämä faasit ovat vesipatsaassa, ne voivat fyysisesti erottua toisistaan kevyiden nestemäisten öljypisaroiden ja kaasukuplien noustessa poijuvoiman vaikutuksesta kohti merenpintaa ja raskaampien nestemäisten öljypisaroiden, joissa on runsaasti tiheitä komponentteja, kuten pitkäketjuisia n-alkaaneja (23), laskeutuessa kohti merenpohjaa. Lisäksi lähikenttäympäristöissä, joissa erilliset öljy-, kaasu- ja vesifaasit voivat olla rinnakkain, komponenttien jakautuminen faasien välillä kehittyy jatkuvasti syvyydestä riippuvien paineen ja lämpötilan muutosten vuoksi. Näihin prosesseihin vaikutti todennäköisesti merenpohjaan ruiskutettu dispergointiaine, joka voi tehostaa vesiliukenemista ja öljypisaroiden stabilointia. Runsaasti hiilivetyjä sisältävien juovien advektiivinen kulkeutuminen virran vaikutuksesta tarjosi mahdollisuuden jatkaa vesiliukenemista ja biosaatavien komponenttien mikrobiologista hajoamista.

Macondon porausreiästä lähteneen kaasun ja öljyn kvantitatiiviset koostumustiedot antavat mahdollisuuden tutkia kemiallisia, fysikaalisia ja biologisia prosesseja, jotka vaikuttavat niiden määrään niiden kulkeutuessa vesipatsaan läpi. Tässä arvioimme vesiliukoisen liukenemisen roolia mahdollisena syynä aiemmin raportoituihin syvän veden hiilivedyillä rikastuneiden, neutraalisti kelluvan veden pluumien muodostumiseen 1100 metrin syvyydessä. Matalamolekyylipainoisten n-alkaanien ja aromaattisten yhdisteiden runsaus 1 100 metrin syvyydessä havaitussa hiilivetypitoisessa juovassa on paljon pienempi kuin niiden vesikyllästysarvot ympäröivissä olosuhteissa, mikä viittaa siihen, että kaasu- ja öljypisarat eivät saavuttaneet täydellistä tasapainoa vesifaasin kanssa ja että jakautuminen syvään vesipatsaaseen on kineettisesti ohjattu prosessi. Hiilivety-yhdisteiden liukenemisnopeuteen kaasukuplista ja öljypisaroista vaikuttavat kuitenkin todennäköisesti niiden vesiliukoisuudet (11). Tutkiaksemme vesiliukoisuuden ja runsauden välistä suhdetta 1100 metrin syvyydessä sijaitsevassa plummissa arvioimme hiilivetykomponenttien fraktioitumista syvään vesipatsaaseen suhteessa kahteen hyvin veteen liukenevaan öljykomponenttiin: metaaniin ja bentseeniin.

Lukuiset todisteet viittaavat siihen, että merenpohjassa vapautunut metaani oli kvantitatiivisesti loukussa 1100 metrin syvyydessä. Vesipitoinen metaani oli runsain hiilivetykomponentti syvän veden savupiipuissa, ja sen arvot olivat jopa 183 μmol kg-1 kesäkuun 2010 puolivälissä tehdyssä tutkimuksessa noin 10 kilometrin säteellä kaivosta (3). Metaani puuttui lähes kokonaan matalammilta syvyyksiltä, mikä viittaa siihen, että metaanikuplat ovat liuenneet kokonaan 1100 metrin syvyyteen päästyään (1, 3). Tämän vahvistavat myös havaitut metaanipitoisuudet, jotka ovat luonnollisilla taustapitoisuuksilla ilmakehässä merenpinnan yläpuolella olevan öljyvuodon yläpuolella (24), ja mitatut meren ja ilman väliset virtaukset, jotka osoittavat, että noin 0,01 prosenttia säiliöstä vapautuneesta metaanista vapautui ilmakehään (25). Havaittu metaanin lähes täydellinen liukeneminen syvissä vesissä on yhdenmukainen aiempien kenttä- ja mallinnustutkimusten kanssa, jotka on tehty vastaavan syvyisissä vesipatsaan syvyydessä olevissa järjestelmissä (26, 27).

Jos oletetaan, että kaikki vapautunut metaani on syvissä vesipilvissä, jäljelle jäävän etaanin ja propaanin määrät voidaan arvioida tarkastelemalla niiden runsautta suhteessa metaaniin. Tätä tarkoitusta varten määrittelemme tietyn yhdisteen fraktioitumisindeksin seuraavasti: jossa Fi,metaani on lajin i fraktioitumisindeksi, Ci,vesipatsas on komponentin i havaittu molaalinen konsentraatio vesipatsaassa, Cmetaani,vesipatsas on metaanin molaalinen konsentraatio vesipatsaassa, Ci,MW-1 on komponentin i molaalinen konsentraatio alkuperäisessä öljyssä (MW-1-näyte) ja Cmetaani,MW-1 on metaanin molaalinen konsentraatio näytteessä MW-1. Tuloksena saatu indeksi on indikaattori komponentin i kemiallisesta fraktioitumisesta syvän veden pylväässä suhteessa metaaniin. Fi,metaanin arvo, joka on yhtä suuri kuin yksi, vastaa ainetta, joka on kanavoitunut kokonaan syvän veden plummeihin samassa määrin kuin metaani. Fi,metaanin arvo nolla vastaa ainetta, joka pysyy kokonaan nousevan öljyn sisällä ja todennäköisesti saavuttaa merenpinnan.

Metaanin, etaanin ja propaanin koostumuksen kehitys 1100 metrin syvyydessä viittaa siihen, että faasijakaantumisprosessit vaikuttivat näihin pienimolekyylipainoisiin hiilivetyihin eri tavoin. Valentine et al. (3) käyttivät C1-C3-hiilivetyjen isotooppisen ja kemiallisen koostumuksen alueellisia vaihteluita plumenin vesinäytteissä osoittaakseen propaanin ensisijaisen mikrobiologisen hajoamisen plumenissa. LMRP:stä kerätyn näytteemme MW-1 C1-C3-hiilivetyjen isotooppikoostumukset ovat lähes identtiset Valentine et al. (3) esittämien lähikentän plume-arvojen kanssa (taulukko 1), mikä on johdonmukaista sen kanssa, että biologista hajoamista ei tapahdu lähimpänä Macondon porausreikää olevalla plumenin alueella. Metaanin, etaanin ja propaanin suhteellisissa jakaumissa näissä näytteissä, joissa ei ole tapahtunut biologista hajoamista, on kuitenkin pieniä mutta huomattavia eroja suhteessa MW-1-näytteeseen. Esimerkiksi metaanin ja etaanin molaalinen suhde 10,85, joka havaittiin johdonmukaisesti ei-biohajoavissa näytteissä (3), on hieman korkeampi kuin alkuperäisessä öljyssä havaittu arvo 9,9. Tämä arvo on hieman korkeampi kuin alkuperäisessä öljyssä. Näistä pitoisuussuhteista saadaan Fetaani,metaani -arvoksi 0,91, mikä osoittaa, että suurin osa Macondon porausreiästä vapautuneesta etaanista pidättyi syvänteeseen, mutta hieman vähäisemmässä määrin kuin metaani. Vastaavasti biohajoamattomien näytteiden Fpropaani,metaani -arvo 0,78 osoittaa, että suurin osa Macondon porauskaivosta vapautuneesta propaanista jäi merenpohjaan, mutta pienemmässä määrin kuin etaani ja metaani. Nämä tulokset viittaavat siihen, että huomattava osa etaanista (9 %) ja propaanista (22 %) säilyi kelluvassa nestemäisessä öljyfaasissa, joka jatkoi nousuaan merenpinnalle. Metaanin, etaanin ja propaanin nopea liukeneminen vastaa niiden suuria vesiliukoisuuksia (taulukko S3) syvän vesipatsaan ympäristöolosuhteissa (100-150 bar ja 4-6 °C). Koska lyhytketjuisten n-alkaanien vesiliukoisuus pienenee ketjun pituuden kasvaessa, havaittu suuntaus viittaa siihen, että vesiliukoisuus ohjasi näiden kaasujen fraktioitumista syvään vesipatsaaseen.

Joye et al. (20) mittasivat C1-C5-kaasuja 1 100 metrin syvyydessä 2-11 kilometrin etäisyydellä Macondon porausreiän lounais- ja länsipuolella 25.5.-6.6.2010, eivätkä havainneet Valentine et al. (3) dokumentoimaa käänteistä korrelaatiota metaanin ja etaanin sekä metaanin ja propaanin suhteiden ja hiilivetyjen kokonaismäärän välillä. He havaitsivat metaani/etaani-suhteen olevan 9,9 ja metaani/propanisuhteen 14,7, jotka ovat huomattavan samanlaisia kuin MW-1-näytteessä (taulukko 1). Selitys Valentine et al. (3) ja Joye et al. (20) antamien tietojen eroavaisuuksille on edelleen hämärän peitossa, mutta se saattaa liittyä lukuisiin toimiin kaivossa toukokuun lopulla ja kesäkuun alussa, jotka todennäköisesti vaikuttivat vapautuneiden kaasujen virtaukseen ja jakautumiseen. Esimerkiksi nousuputken asennusputki poistettiin 25. toukokuuta, ”top kill” alkoi 26. toukokuuta ja päättyi 29. toukokuuta, nousuputken ensimmäinen leikkaus tapahtui 1. kesäkuuta ja sitä seurasi toinen leikkaus 2. kesäkuuta, ja Top Hat #4 -keräyslaitteen asennus tapahtui 3. kesäkuuta (28). On huomattava, että kaikki Valentine et al. (3) -näytteet kerättiin näiden tapahtumien jälkeen.

Hiilivetykaasuja pidemmälle menevinä tutkimme korkeamman molekyylipainon omaavien öljykomponenttien fraktioitumista syvän veden pylväässä vertaamalla niiden runsauksia bentseeniin. Bentseeni on hyvin vesiliukoinen, mikä viittaa siihen, että sekin on saattanut liueta nopeasti syvään mereen. Bentseenin pitoisuudet olivatkin systemaattisesti koholla (0,4-21,7 μg L-1) 1100 metrin syvyydessä ja lähes olemattomia alle 1000 metrin syvyydessä (1) (kuva 3 ja taulukko S4). Macondon porausreiän yläpuolella ilmassa olevien hiilivetyjen kattava tutkimus osoitti, että bentseeniä pääsi merenpinnalle hyvin vähän (24). Vesipatsaan ja pinnan mittaukset yhdessä viittaavat siihen, että bentseeni pidättyi pääasiassa syvään vesipatsaaseen. Korvaamalla yhtälössä 1 Cmetaani, vesipatsas ja Cmetaani, MW-1 vedessä olevan bentseenin pitoisuuksilla (Cbentseeni, vesipatsas) ja alkuperäisen öljyn pitoisuuksilla (Cbentseeni, MW-1) laskimme bentseenin normalisoidut fraktiointi-indeksit (Fi,bentseeni) vähemmän vesiliukoisille hiilivedyille.

Käyttämällä bentseeninormalisoitua fraktiointi-indeksiä Fi,bentseeni testasimme hypoteesia, jonka mukaan vesipitoinen jakaantuminen kontrolloi muiden kuin kaasumaisten öljykomponenttien ensisijaista pidättymistä. Tarkastelimme havaittujen Fi,bentseeni -arvojen ja yhdisteiden vesiliukoisuuksien () välistä suhdetta 33 havaitun öljykomponentin osalta, mukaan lukien monoaromaattiset alkyloidut hiilivedyt, naftaleenit, dibentsotiofeenit ja useat muut alkyloidut ja substituoimattomat PAH-yhdisteet (taulukko S3). (Jos oletetaan, että Raoultin käyttäytyminen on ihanteellista, tietyn yhdisteen vesiliukoisuus MW-1-öljyssä on yhtä suuri kuin puhtaan nesteen vesiliukoisuus kerrottuna öljyn mooliosuudella. Ympäristöolosuhteissa kiinteitä aineita sisältävien yhdisteiden vesiliukoisuudella tarkoitetaan alijäähdytetyn nesteen vesiliukoisuutta; katso SI-teksti). Kaikkien yhdisteiden osalta havaitsimme, että fraktiointi-indeksi pieneni systemaattisesti vesiliukoisuuden pienentyessä (taulukko S3). Tämä suuntaus on helposti havaittavissa kuvassa 4 esitetyissä edustavissa asemissa. Samanlaisia suuntauksia havaittiin 20 näytteenottopaikassa (paikat, joilla oli yksilölliset leveys- ja pituusasteet sekä syvyys), joissa hiilivetyjä oli havaittavissa, etäisyyksillä, jotka vaihtelivat 1,7-34,6 kilometrin etäisyydellä Macondon porausreiästä, ja vesisyvyyksillä, jotka vaihtelivat 1065-1221 metrin syvyydessä (kuva S4). Yhtä poikkeusta lukuun ottamatta n-alkaaneja ei havaittu havaittavissa olevia pitoisuuksia näytteenottopaikoissa, joissa esiintyi bentseeniä. Ainutlaatuista on, että aseman 19 1 201 metrin syvyysnäyte sisälsi merkittäviä määriä n-alkaaneja ja muita niukkaliukoisia yhdisteitä, mutta siinä ei ollut juurikaan vesiliukoisia yhdisteitä, kuten BTEX-yhdisteitä (kuva S5). Tämä poikkeuksellinen näyte on sopusoinnussa sellaisten nestemäisten öljypisaroiden talteenoton kanssa, jotka olivat osittain liuenneet ympäröivään veteen ja joissa oli siten runsaasti vaikealiukoisia komponentteja suhteessa vesiliukoisiin komponentteihin.

Fig. 4.

Fraktioindeksi (Fi,bentseeni) vesiliukoisuuden funktiona 33:lle eri hiilivety-yhdisteelle, jotka havaittiin Camilli et al. (1) havaitsemassa lounaaseen suuntautuvassa hiilivetyjuovassa neljällä eri asemalla, joiden etäisyys Macondon öljylähteestä vaihteli 2,3 km:n ja 27 km:n välillä (samat asemat kuin kuvassa 3). Fraktioitumisindeksin arvo 1 vastaa ainetta, joka on kokonaan poistunut nousevasta öljystä suhteessa bentseeniin ja osallistuu plumeen. Alhainen fraktioitumisindeksi vastaa materiaalia, joka on pääasiassa jäänyt nousevaan öljyyn. Niiden yhdisteiden osalta, jotka ovat ympäristöolosuhteissa kiinteitä, vesiliukoisuus viittaa alijäähdytetyn nesteen vesiliukoisuuteen; katso SI-teksti tämän termin tarkemmasta käsittelystä.

Kokonaisuutena havaitut C1-C3-hiilivetyjen ja pidempiketjuisten öljyainesosien suhteelliset esiintymismäärät antavat vakuuttavia todisteita siitä, että Camillin ym. havaitsema 1100 m:n pituinen savupilvi (1) koostuu liuenneista hiilivedyistä. Tulokset puolestaan antavat vahvaa näyttöä siitä, että advektiivinen kulkeutuminen liuoksessa on pääasiallinen tapa, jolla hiilivedyt siirtyvät porausreiästä syvään mereen. Öljypisaroita havaittiin vain yhdessä näytteessä. Vesiliukoisten öljykomponenttien valikoiva jakautuminen syvään mereen on myös yhdenmukainen Ryersonin ja muiden (24) tulosten kanssa, jotka dokumentoivat positiivisen korrelaation useiden hiilivetykomponenttien vesiliukoisuuksien ja niiden ehtymisen laajuuden välillä öljyvuodon yläpuolelta kerätyissä ilmakehänäytteissä. Nämä kirjoittajat ehdottivat, että köyhtyneet yhdisteet todennäköisesti pidättäytyivät vesipatsaaseen. Voimakkaasti liukenevien öljykomponenttien nopea liukeneminen syvään veteen vastaa myös raportoitua erittäin vesiliukoisen dispergointiainekomponentin, dioktyylinatriumsulfosukkinaatin, lähes kvantitatiivista sitoutumista 1100 metrin syvyydessä (29).

Näiden vesiliukoisten öljyhiilivetyjen lopullista kohtaloa syvässä vedessä ei tunneta, vaikka biologinen hajoaminen on saattanut olla tärkeä prosessi. BTEX-yhdisteiden absoluuttisissa ja suhteellisissa runsauksissa ei kuitenkaan näy systemaattisia alueellisia suuntauksia (kuvat 3 ja 4), mikä viittaa siihen, että laimeneminen tai biologinen hajoaminen oli vähäistä niiden kulkeutumiseen 27 kilometrin pituisen matkan aikana (1) vaaditun neljän päivän aikana. Tämä on yhdenmukaista aiemmin raportoitujen hengitysnopeusarvioiden kanssa, joiden mukaan hiilivetyjen hajoaminen juoksuputkessa ei todennäköisesti ollut yli 7 μg L-1 d-1, mukaan lukien hiilivetykaasujen ja öljyn hajoaminen (1). Koska Valentine et al. (3) ehdottivat, että hiilivetykaasujen mikrobihengitys oli vähintään kaksinkertainen öljyhengitykseen verrattuna, öljyhiilivetyjen hajoamisnopeus saattoi olla 2 μg L-1 d-1 luokkaa. Tämä hajoamisnopeus yhdessä tässä raportoitujen hiilivetypitoisuuksien kanssa johtaa öljyhiilivetyjen puoliintumisajaksi noin 1 mo. Sitä vastoin Hazen et al. (2) raportoivat n-alkaanien puoliintumisajat muutaman päivän luokkaa. Se, että BTEX-yhdisteiden pitoisuuksissa ei ole havaittavia gradientteja tässä plumessa, yhdessä edellisen puoliintumisajan laskennan kanssa, osoittaa, että vesiliukoiset öljyhiilivedyt säilyivät pidempään kuin kaasu- ja n-alkaanijakeet.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.