Резкое разливов нефти, таких как Дипуотер Хорайзн аварии в Мексиканском заливе десять лет назад, может доминировать над заголовками в течение нескольких месяцев, пока ученые, политики и общественные беспокоиться из-за того, что происходит с маслом в среду. Однако гораздо меньше внимания уделяется судьбе нефтепродуктов, которые были умышленно распространять по всей планете на протяжении десятилетий: битумное вяжущее.
Теперь исследование химики государственного университета со штаб-квартирой во Флориде Национальной лаборатории высокого магнитного поля показывает, что битумное вяжущее, при воздействии солнца и воды, рассолы тысяч потенциально токсичных соединений в окружающую среду. Исследование было опубликовано в журнале экологической науки и техники.
Битумное вяжущее, также называют битумная мастика, — это клей, который скрепляет камни, песок и гравий на дорогах с твердым покрытием. Тяжелая, черная, липкая слизь выводится из нижней-оф-баррель нефти в конце процесса перегонки.
Этот сайт MagLab, финансируемого Национальным научным фондом и штатом Флорида, является мировым лидером в области petroleomics, которая изучает умопомрачительно сложных углеводородов, входящих в состав сырой нефти и нефтепродуктов. Используя высокое разрешение ионного циклотронного резонанса (ПВК) масс-спектрометры, химики там наработали определенный опыт в выявлении десятки тысяч различных видов молекул, что одна капля может содержать, и как этот состав может быть изменен по времени, бактерии или условий окружающей среды.
Райан Роджерс, директор нефтяной промышленности и будущий топливом института на сайт MagLab, хотели в течение многих лет, чтобы изучить битумное вяжущее с использованием ПВК инструменты. Это был следующий логический шаг в многолетней своей группы, чтобы лучше понять структуру и поведение молекул нефти и их потенциально токсические эффекты. Предыдущие исследования показали, что почвы и поверхностного стока в районе дорог с твердым покрытием, обладают более высокой концентрации полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), которые, как известно, являются канцерогенами. Найл подозревал, что существуют точки, соединяющие эти Пау и битумных вяжущих, и он хотел найти их.
«Долгосрочная стабильность нефтепродуктов, полученных материалов в окружающей среде всегда являлось любопытство мое,» сказал Роджерс, который вырос на побережье Мексиканского залива Флориды. «Зная их композиционная и структурная сложность, казалось маловероятным, что они будут экологически безопасными. Как сделать гладкой и шелковистой черной дороги превращаются в серых, неровных дорогах? И где, черт возьми, все по асфальту ехать?»
Он, наконец, приобрел кувшин битумное вяжущее из местной дорожной компании и передал проект в Сидней Найлс, кандидат химических наук в штате Флорида, и сайт MagLab химик марта Чакон-Патиньо. Они разработали эксперимент, в ходе которого они создали фильм связующего на предметное стекло, опускал его в воду и облучении его в солнечное симулятор на неделю, отбор проб воды на разных timepoints, чтобы увидеть, что было в нем. Они подозреваются в том, что энергия Солнца может вызвать реактивный кислород-содержащих соединений в воде, взаимодействовать с углеводородами в связующем, процесс фотоокисления, создавая новые виды молекул, которые будут просачиваться в воду.
«У нас был этот образец дороге и сиял фальшивый солнечного света в присутствии воды», — пояснил Найлз, ведущий автор на бумаге. «Потом мы посмотрели на воду и мы обнаружили, что там все эти соединения, которые являются производными от нефти, и, вероятно, токсичен. Мы также обнаружили, что больше соединений, выщелоченных с течением времени».
Углеводороды они нашли в воде содержится больше атомов кислорода. Ученые были уверены, что Солнце действительно механизм, отвечающий за процесс, потому что гораздо меньше соединений, попадающих в контрольный образец, который был в неведении, и тем меньше атомов кислорода. В самом деле, количество водорастворимых органических соединений за литр, что ученые обнаружили в воде, облучаемой через неделю была более чем в 25 раз выше, чем в образце, который был оставлен в темноте. И, используя ПВК магниты лаборатории, они обнаруживаются более чем 15000 различных углеродсодержащих молекул в воде из облученного образца.
Учитывая общую токсичность Пау, эти результаты являются поводом для беспокойства, Найлс и Роджерс сказал. Но команда будет нужно больше экспериментов, чтобы исследовать, что токсикоза.
«Мы окончательно показали, что связыватель асфальта имеет потенциал для создания водорастворимых загрязнений, но и влияние и судьба этих будет предметом будущих исследований», — сказал Роджерс.
Они также планируют провести дополнительные исследования, чтобы посмотреть на то, как вещества подвергаются трансформации и при разных категориях молекул нефти ведут себя по-разному.
Найлс заботы о углеводородов в лаборатории. Если она забывает принести ей многоразовые произвести сумки в продуктовом магазине, она бы предпочла жонглировать ей овощи на пути к регистрации, чем использовать в магазине-обстановка полиэтиленовый пакет. Хотя эти выводы не хорошие новости для планеты, она сказала, что они могут привести к положительным изменениям.
«Надеюсь, это мотивация для решения», — сказала она. «Я надеюсь, что инженеры могут использовать эту информацию, чтобы найти лучшую альтернативу, будь то герметик вы положили на асфальт, чтобы защитить его или найти что-то еще, чтобы использовать, чтобы прокладывать дороги».
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!