一種可應用于北極海冰條件下的吸油材料

時間:2017-05-19 來源:網絡 作者:佚名 收藏到我的收藏夾
簡介:美國能源部(DOE)的西北太平洋國家實驗室(PNNL)的研究人員對鋸屑進行化學改性使其特別吸油和易浮,它具有在冰冷、湍急的北極水域清理石油泄漏的理想特性。這種無毒材料在油中可吸收高達其自重的

美國能源部(DOE)的西北太平洋國家實驗室(PNNL)的研究人員對鋸屑進行化學改性使其特別吸油和易浮,它具有在冰冷、湍急的北極水域清理石油泄漏的理想特性。這種無毒材料在油中可吸收高達其自重的五倍,且能保持漂浮至少4個月。

“當今大多數石油修復材料是為溫水使用而設計的。”PNNL微生物學家George Bonheyo這樣說道,“但隨著北極海冰的消融,化石燃料開發商把目光投向了北極。我們需要在極端條件下表現良好的新的漏油應急方法。”George Bonheyo是PNNL海洋科學實驗室改性鋸屑開發的負責人,也在華盛頓州立大學生物工程學院聯合任命。


PNNL微生物學家George Bonheyo展示了原始的鋸屑材料(左),以及在化學改性后的鋸削(右)是如何吸油、漂浮及其品質,它是清理北極石油泄漏的理想材料。

“北極地區漏油的風險是真實存在的。”參與了這個項目的PNNL微生物學家Robert Jeters說,“如果意外發生,我們希望所用的材料像我們的改性鋸屑那樣可以提供幫助”。

在冰冷的水域中出現漏油是特別棘手的,因為浮冰塊可以將油推到水面以下,使其難以收集。同樣的,對于洶涌的水流,高高的巨浪把石油分散開。

改性鋸屑有雙重任務。除了吸收油,它還增強了另一種方法來應對石油泄漏—控制燃燒法。如果變化的天氣或潮汐使泄漏的油向敏感區域快速移動,油可以在它引起進一步的危害前燃燒。原位燃燒的這種方法可以顯著減少水中含油量,且把對環境不利的影響降到最低。

Bonheyo和他的團隊想開發出一種環保和便宜的材料,可以漂浮在洶涌或凍結的水域并支持原位燃燒。如果急救人員無法從水中回收該材料,則不希望產生更多的污染。Bonheyo的團隊考慮了其它天然成分如稻殼和二氧化硅。但最好的選擇被證實是一種稱為木粉的細粉塵,它是一種木工副產品,通常用于制造木材復合材料。


北極熊

為了使粉塵變成一個干渴的油拖把,研究人員將植物油的成分通過化學方法附著到該材料的表面。這些附著物使改性材料吸油和防水,產生輕質、蓬松、漂白的粉末。該團隊還正在嘗試向粉末的表面添加微小的、食用油的微生物(真菌和細菌),以便任何遺留的材料隨著時間的推移自然地分解剩余的油。

應用改性鋸屑很簡單,在水面上噴灑薄層覆蓋著油即可。該材料立即開始吸收油,創造一個濃縮和固體浮油,由于材料天然的浮力使其保持漂浮。這種吸油的材料隨后就可以被燃燒或被回收。

該團隊使用PNNL在華盛頓州斯奎姆的獨特的北極模擬實驗室,在冰冷的水域中評估這種材料。實驗室的設施是一個定制的集裝箱,它可以冷卻到5°F,促使研究人員在工作時要穿上雪地車服和滑雪面罩。這些低溫導致集裝箱內容納290加侖水的管道池的循環水表面上形成冰泥。把油灑在這個泥濘的表面上,然后再撒上改性鋸屑。實驗表明,該材料的防水性能防止冰在其上形成,使其吸收油并保留在表面。


北極熊為什么不吃企鵝?

研究人員還在測試該材料在控制燃燒中的表現。他們最近在美國海岸警衛隊和海軍研究實驗室的聯合海事測試設施(阿拉巴馬州,莫比爾)附近進行了初步焚燒。今天,在PNNL的海洋科學實驗室繼續進行燃燒測試。早期的結果表明,少量的該材料可以燃燒薄層和厚層的泄露石油。

在接下來的幾個月中,PNNL將進一步評估改性鋸屑,在用于實際的石油泄漏之前,將需要額外的測試以及通過多個機構的批準。PNNL正在為美國內政部環境執法安全局(BSEE)開發該材料。BSEE是個聯邦政府機構,負責提高安全性和確保與海上能源行業相關的環境保護,主要針對美國外大陸架的石油和天然氣。

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聲明:圖片來自網絡,本文由第1材料原創。

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