Een studie gepubliceerd op 28 augustus, 2017, in de Proceedings van de National Academy of Sciences voegt een nieuwe dimensie toe aan het controversiële besluit om tijdens de ramp met de Deepwater Horizon in 2010 grote hoeveelheden chemische dispergeermiddelen direct boven de kreupele oliebron op de zeebodem te injecteren. De dispergeermiddelen hebben mogelijk de hoeveelheid schadelijke gassen in de lucht aan het zeeoppervlak aanzienlijk verminderd —het verminderen van gezondheidsrisico's voor hulpverleners en hen in staat stellen te blijven werken om de ongecontroleerde lekkage te stoppen en de gemorste olie sneller op te ruimen.

Midden in de Deepwater Horizon-crisis, ambtenaren hebben de ongekende en controversiële beslissing genomen om meer dan 700, 000 gallons chemisch dispergeermiddel gedurende 67 dagen direct boven de afgehakte bron van het booreiland op de bodem van de oceaan. Het doel was om aardolie te breken die ongecontroleerd uit de putmond in kleinere druppeltjes in de diepe zee stroomde, met als doel het verminderen van olievlekken en het verminderen van de hoeveelheid schadelijke gassen die op het oceaanoppervlak terechtkomen.

Voorstanders beweren dat de dispergeermiddelen hebben geholpen bij het verdrijven van olievlekken op het zeeoppervlak, waardoor minder olie stranden en moerassen aantast. Tegenstanders zeiden dat de dispergeermiddelen zelf giftig waren, milieuschade kan hebben veroorzaakt, en waren niet effectief in het verminderen van de toch al kleine druppeltjes die zich bij de putmond vormen.

Op dit debat de nieuwe studie toont een gunstig effect van dispergeermiddelen aan:de onderzeese dispergeermiddelinjectie heeft de noodhulpverleners mogelijk letterlijk gemakkelijker laten ademen. Door aardolie op te splitsen in kleinere druppeltjes die sneller oplosten in de diepe oceaan, de dispergeermiddelen verminderden de hoeveelheden vluchtige giftige stoffen die naar de oppervlakte stegen en uitgassen in de lucht. Dat verbeterde de luchtkwaliteit voor hulpverleners drastisch en verminderde vermoedelijk het aantal dagen dat de luchtkwaliteit te slecht was en hulpverleners ademhalingstoestellen moesten aantrekken en/of de schoonmaakwerkzaamheden moesten staken.

Het onderzoeksteam omvatte:Jonas Gros, Scott Socolofsky, Anusha Dissanayake, en Inok Jun (Texas A&M University); Lin Zhao en Michel Boufadel (New Jersey Institute of Technology); Christopher Reddy (Woods Hole Oceanografische Instelling); en J. Samuel Arey (Zwitsers Federaal Instituut voor Aquatische Wetenschap en Technologie). Het onderzoek werd gefinancierd door het Gulf of Mexico Research Initiative en de National Science Foundation.

Dispergeermiddelen worden al een halve eeuw toegepast op olievlekken op het oceaanoppervlak om aardolie te breken in kleinere druppeltjes die in het water van de open oceaan verdwijnen, zodat minder olie ecologisch gevoelige kustlijnen bereikt. Maar, ze waren nog nooit gebruikt op de ongekende diepte van 5, 000 voet onder de oppervlakte, waar naar schatting 7, 500 ton olie per dag en 2, 400 ton aardgas per dag stroomde uit de gescheurde bron in de buurt van de zeebodem. Dit debiet is gelijk aan 57, 000 vaten olie per dag en 92 miljoen kubieke voet gas per dag worden geproduceerd onder standaardomstandigheden aan het zeeoppervlak. Gedurende de door de auteurs bestudeerde periode, 19, 000 vaten olie per dag werden ook opgevangen door een omgekeerde trechter, of "hoge hoed, " die direct boven de putkop was geplaatst, waardoor de hoeveelheid olie die in zee ontsnapte, verminderde.

"Rechters van de overheid en de industrie werden geconfronteerd met een olieramp van ongekende omvang en zeediepte, hen in een strijd met hoge inzet te plaatsen tegen grote onbekenden, " Reddy en Arey schreven in een artikel in Oceanus magazine. Ze namen een cruciale beslissing om door te gaan met de ondergrondse injectie van Corexit EC9500A, een dispergeermiddel dat ruwweg lijkt op een mengsel van minerale olie van voedingskwaliteit, ruitenwisser vloeistof, en huishoudelijk afwasmiddel.

Luchtfoto's en anekdotische verslagen suggereerden dat de injectie van dispergeermiddel in de diepzee mogelijk heeft geholpen om de olievlekken aan de oppervlakte te verdrijven en de luchtkwaliteit rond reddingsboten die in de buurt van de rampplek werkten te verbeteren. Maar in het heetst van de crisis, ambtenaren namen niet de tijd om robuuste experimenten te ontwerpen en uit te voeren om de gedetailleerde effecten van de injectie te meten.

In de nieuwe studie wetenschappers bouwden en testten een wiskundig model dat de complexe chemische en fysische interacties tussen water simuleerde, olie, gas, en dispergeermiddel dat zich voordeed tijdens Deepwater Horizon. Ze richtten zich op de periode vanaf 3 juni, 2010, toen de stijgleiding door ingenieurs bij de bron werd doorgesneden, tot 15 juli 2010 - een tijdspanne waarin een groot aantal wetenschappelijke waarnemingen in de buurt in de lucht en in de oceaan werden verzameld. Om het vermogen van het model om de echte ramp te simuleren testen, ze vergeleken de modelvoorspellingen met de waarnemingen. Bijna al die vergelijkingen kwamen overeen met de output van het model, wat aangeeft dat het model veel aspecten repliceerde van wat er gebeurde met olie en gas onder het oceaanoppervlak.

Het onderzoeksteam gebruikte het model vervolgens om een ​​belangrijke test uit te voeren die nooit in het echte leven werd uitgevoerd:ze lieten het model lopen om te zien wat er waarschijnlijk zou zijn gebeurd als dispergeermiddelen niet in dezelfde periode direct boven de putmond waren geïnjecteerd.

De modelresultaten gaven aan dat diepzee-injectie van dispergeermiddel een diepgaand effect had op de luchtkwaliteit aan het oceaanoppervlak. De injectie van het onderzeese dispergeermiddel zorgde ervoor dat de turbulente straal van aardolievloeistoffen oliedruppels vormde die ongeveer 30 keer kleiner waren (in volume) dan zonder dispergeermiddelen, volgens de modelresultaten. Deze subtiele verandering zorgde ervoor dat veel vluchtige petroleumchemicaliën sneller oplosten en vast kwamen te zitten in de diepe zee. Volgens de studie, de meeste zeer giftige benzeen en tolueen in de olie werden in diepe stromingen weggevoerd, samen met andere ingesloten petroleumverbindingen die organismen op en nabij de zeebodem aantasten. Het benzeen en tolueen zouden waarschijnlijk binnen enkele weken biologisch zijn afgebroken.

"Toen NSF in 2010 begon met financiering voor snelle respons voor onderzoek naar Deepwater Horizon, het was belangrijk om de beginomstandigheden van de lekkage te karakteriseren, zoals pluimdynamiek en ecologische effecten, " zei Don Rijst, een programmadirecteur in de afdeling Ocean Sciences van de NSF. "Deze wetenschappers en anderen deden precies dat. Zoals de bevindingen van deze studie duidelijk aantonen, de ontdekkingen van fundamenteel wetenschappelijk onderzoek en de daaruit voortvloeiende praktische toepassingen in hun kielzog zijn vaak volkomen onverwacht."

Het model toonde aan dat de injectie van dispergeermiddel de totale concentratie van alle vluchtige organische chemicaliën in de atmosfeer met een bescheiden hoeveelheid (ongeveer 30 procent) verminderde. Maar het verminderde ook aanzienlijk de hoeveelheid chemicaliën die het meest schadelijk zijn voor de mens, zoals benzeen en tolueen. De atmosferische concentratie van benzeen, bijvoorbeeld, verminderd met ongeveer 6, 000 keer, de luchtkwaliteit drastisch verbeteren.

Zonder de dispergeermiddelinjectie, het model toonde aan dat de benzeenconcentraties in de lucht op 2 meter boven het zeeoppervlak 13 keer hoger zouden zijn geweest dan de niveaus die acceptabel worden geacht om te ademen tijdens een 10-urige werkdag of een 40-urige werkweek, gebaseerd op richtlijnen van het National Institute of Occupational Safety and Health (NIOSH). Echter, met dispergeermiddelinjectie, het model toonde aan dat de atmosferische benzeenconcentraties 500 keer lager waren dan de niveaus die door het NIOSH als acceptabel werden beschouwd om te ademen.

"Deze voorspellingen zijn afhankelijk van lokale weersomstandigheden die van dag tot dag kunnen verschillen. we voorspellen dat opruimvertragingen veel frequenter zouden zijn geweest als er geen ondergrondse dispergeermiddelinjectie was toegepast, ' zeggen Reddy en Arey.

"Maar deze ene studie is niet het laatste woord over het gebruik van dispergeermiddelen, " voegden ze eraan toe. "Het is een andere rij op een grootboekblad genaamd de 'analyse van de gevolgen van morsen', ' ", die verschillende strategieën en instrumenten beoordeelt om milieu- en economische schade veroorzaakt door olielozingen te verminderen. " ze zeiden.

Het debat over het gebruik van dispergeermiddelen wordt steeds meer gepolitiseerd en bitter, en de National Academy of Sciences heeft onlangs een commissie van wetenschappers samengesteld, overheidsvertegenwoordigers, en de industrie om het gebruik van chemische dispergeermiddelen bij de reactie op olielozingen te evalueren.