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海洋石油泄露怎么办?吸油泡沫、花粉海绵“出手”,黑科技对抗生态灾难

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@小白创作中心

海洋石油泄露怎么办?吸油泡沫、花粉海绵“出手”,黑科技对抗生态灾难

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https://m.xianjichina.com/special/detail_504777.html

2025年2月,秘鲁炼油厂因汤加火山引发的异常巨浪发生漏油事故,造成严重生态灾难。面对海上石油泄漏这一全球性环境问题,科学家们正在积极寻找创新解决方案。从生物基可降解材料到仿生机器人,多项黑科技正在为对抗海洋污染带来新希望。

据路透社报道,汤加火山爆发引发异常巨浪,导致秘鲁一家炼油厂发生漏油事故,大量动植物和渔民遭牵连,秘鲁政府19日形容称,这是一场“生态灾难”。

此前,汤加海底火山爆发引发异常巨浪,一艘油轮在为西班牙能源公司雷普索尔的La Pampilla炼油厂卸货时发生泄漏。La Pampilla炼油厂位于利马首都附近的卡亚俄省,被认为是秘鲁主要的石油加工厂。

据了解,海上石油泄漏被称为“海上噩梦”,泄漏后的石油大量漂浮在海面上,会对鸟类、海洋动植物和人类造成不可逆的损害。海面大面积的浮油,将降低表层海水阳光的接受量,从而浮游植物光合作用减弱、数量减少,这样,以之为食的浮游动物数量也相应减少,整个海洋生态平衡被破坏。由于石油结构的复杂性,在自然界中难以被降解,它还会长期影响污染海域,严重的可延续数十年。目前当地工作人员正在加紧进行清理工作,秘鲁政府也已禁止非相关人员进入这片海滩。

据雷普索尔公司,约有6000桶石油遭泄漏。秘鲁外交部还表示,此次漏油事故对岛屿和渔区周边1.8万平方公里保护区内的动植物造成了伤害。

那么,石油泄露了怎么办呢?有没有什么黑科技可以帮忙解决呢?小编来为大家盘点一下。

1、海洋环境下石油能通过“光氧化”降解

迈阿密大学罗森斯蒂尔海洋和大气科学学院在最新的研究中探究了溢油的最终命运。研究结果表明,在现实环境下——如DWH漏油事件后——漂浮在海洋中的石油将在数小时至数天内通过“光氧化过程”转化成持久性化合物,而非像2010年深水地平线漏油事件中所认为的那样需要花费很长时间。具体而言,在石油泄漏后,海洋表面的原油油滴会通过一种被称为光氧化的过程发生转化,随着时间的推移,原油在光和氧气的作用下会降解成新的副产物。如,焦油——这一光氧化过程的副产物,泄漏后可以留在沿海地区几十年。近一步地,该研究团队同时开发了第一个石油泄漏模型算法,以追踪油滴从深海上升到海洋表面时受到的太阳辐射剂量。

2、“取之自然用之自然”的吸油泡沫

近日,中国科学院宁波材料技术与工程研究所高分子与复合材料实验室朱锦研究员团队成功制备出一种可以在太阳光辅助下快速清理水面高粘度原油的生物基可降解泡沫材料,该材料不仅具有传统高分子材料的高回弹性,能够重复挤压回收再利用泄漏的原油,而且由于以木质素作为原料赋予了该产品可降解的性能。

从生活常识中我们知道,穿深色衣服在阳光下照射会发烫,乌黑的头发久晒会让我们感到燥热,深色的泡沫材料也不例外。我们的吸附剂通过加入碳纳米管,将原本深褐色的泡沫变成黑色,通过测量发现对光达到几乎全部的吸收,通过红外摄像机我们可以看到,在一个太阳功率的光照下(1.00KW/m2),表面最高温度能达到90.3℃以上,与无光照相比升高了将近60℃。

在模拟环境的吸油实验中发现,在太阳光的照射下,采用这种材料制备的吸附剂能在6分钟内实现水面的原油回收过程:前4分钟,吸附剂会凭借优异的光热转化能力快速升温到77.1℃;后2分钟,吸附剂会将被太阳光降低了粘度的原油全部吸收,之后通过挤压,就可回收吸附剂中的原油了。更值得关注的是,这种吸附剂能够循环利用,实验证明,经过100次循环挤压,这种泡沫材料依然能够回复到原始形状,经过5次的循环吸油,吸附剂的效率表现依然十分稳定,并且在后续的使用中依旧能够维持高效的原油的回收效率。

不仅如此,该吸附剂最大的好处是能够在一定条件下降解,由于生物质成分木质素的存在,与常规的聚氨酯泡沫相比,该吸附剂在NaOH水溶液中80℃下10小时能够几乎全部降解成淤泥状的物质,而对比实验中可以看到,不含木质素的泡沫只是发生了一点的形状变化。

3、新研究提供处理石油泄漏的生物解决方案

英国赫瑞瓦特大学网站报道称,研究人员测试合成化学分散剂和生物分散剂对促进海洋中石油分解的作用,研究表明,相比于合成化学分散剂,生物分散剂更能促进原油中强毒性化学物质的分解。研究发表在《微生物组》杂志上。

该研究在法罗-设得兰海峡开展,这是一个具有大量石油和天然气活动的深水亚北极地区。研究人员比较了Finasol(一种用于处理海上溢油的全球储备化学分散剂)和鼠李糖脂(一种天然的生物表面活性剂)促进原油分解性能,发现当使用Finasol时,对分解芳烃最重要的细菌减少了;而使用生物表面活性剂时,并没有抑制这些重要的食油细菌,因此促进更多的芳烃被降解。

4、科学家发明环保型“花粉海绵”可解决石油泄漏污染

新加坡南洋理工大学和韩国成均馆大学的研究人员使用向日葵花粉制造出了一种可循环使用的环保海绵。除了生产成本更低,这款可用于清理海洋漏油的海绵也能自然分解,无毒无害,不会对海洋环境造成污染。相关研究结果发表在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)期刊。

目前,石油泄漏的清理方法包括使用化学分散剂将石油分解成小液滴,或用价格昂贵且不可回收的材料(如聚合物和合成材料)吸收石油,这些方法都会加剧对海洋生态系统的破坏。研究人员以向日葵花粉为原料,经过一系列化学处理后将其转化成一块直径大约5厘米的海绵,之后在海绵表面附上一层硬脂酸(stearic acid),以确保“花粉海绵”只会吸收污水中的油而不吸收水。主导研究的南洋理工大学材料科学与工程学院赵南俊教授表示,团队花了三年时间开发出这种价格低廉、可降解、可重复使用的海绵。经过试验,这款海绵的吸油能力与市面上使用的聚丙烯吸收剂(Polypropylene Absorbent)相当。研究人员重复将海绵浸泡在硅油里,再把硅油从海绵中挤出,发现海绵能重复使用至少10次。“花粉海绵”将是目前处理石油泄露材料的更好替代品。

5、新型太阳能浮游机器人 或能解决海洋原油泄漏问题

近日,加州大学科研团队受水黾启发,开发了一种仿生浮游机器人,能借助可控的运动来解决现实挑战和问题。其中,处理污水和清理漂浮物,是已明确的应用方向。

该机器人可携带化学催化剂,当它在水面自由浮游时,就能净化污染水体。也可让它装载吸油媒介,去清理水面的原油泄漏。吸收太阳光转化为为能量,它可实现持续工作,并且无需额外操控。

研究人员开发一种具有自适应振荡模式的光动力软振荡器,有三层结构,将阳光转化为热量,使水变成蒸汽,从而产生机器人移动所需的能量。机器人不受导线束缚,可持续地以水为“燃料”,由光远程驱动在水面运动。

这些机器人具有疏水性,能轻松在水面上漂浮,而且具有高度的耐盐性,可以在开阔的海洋中存活很长时间,到达更偏远的海洋区域。据介绍,该机器人还具有水处理、消毒和水路运输的潜在应用。新型太阳能浮游机器人 或能解决海洋原油泄漏问题

本文来源:中国新闻网,人民信产官方平台,·化工365,中科院之声,中国能源报,·科幻网

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