Солнце растворяет нефть в морской воде
Разливы нефти обычно представляются нам как залитые чёрной жижей побережья, однако до 10% и более попавшей в морскую воду нефти может растворяться в ней за счёт фотодиссоциации.
Углеводороды, добываемые из недр Земли, пока что обеспечивают существование нашей цивилизации: это и топливо для транспорта и электростанций, и сырьё для производства почти всех видов пластика. Часть нефтегазовых месторождений находится на континентальных шельфах — бурить скважины и качать нефть приходится в море за много километров от берега. Поэтому аварии на буровых и добывающих платформах чреваты серьёзными экологическими катастрофами, когда огромное количество нефти, вплоть до сотен тысяч тонн, попадает в воду. Аналогичные риски возникают и при транспортировке нефти танкерами через океан — севшие на мель и разломившиеся пополам суда также «окрашивают» море и побережье в чёрный цвет, неся гибель морским обитателям и птицам и надолго отравляя прибрежные экосистемы. Здесь можно вспомнить печально известную аварию на буровой платформе Deepwater Horizon, которую эксплуатировала компания BP. Тогда в Мексиканский залив попало около 400 тысяч тонн нефти.
Собрать всю разлившуюся нефть не получается практически никогда, поэтому важно понимать, по каким маршрутам нефть "отправляется в путешествие": что с ней происходит физически, химически, где она накапливается, кому она вредит, кто и как её перерабатывает и т. д. Как пишут исследователи из Океанографического института в Вудс-Хоуле в статье в Science Advances, существенная часть разлившейся нефти просто растворяется в воде. Но ведь нефть, как и другие гидрофобные жидкости вроде масла, не смешивается с водой? Противоречия здесь нет, поскольку нефть начинает растворяться не сразу, а только после того, как некоторое время будет находиться под солнечным светом.
Дело в том, что солнечный свет, особенно ультрафиолетовая его часть, способен инициировать химические превращения в молекулах углеводородов, например, способствовать их окислению. Когда молекула углеводорода "обрастает" разными химическими группами, содержащими тот же кислород, у неё существенно повышается растворимость в воде, попросту говоря, она перестаёт "бояться" воды. Поэтому чем дольше нефтяная плёнка на поверхности воды будет находиться на свету, тем больше нефти из неё растворится в солёных морских водах — такой процесс называется фотодиссоциацией. Несмотря на то, что сам эффект фотодиссоциации нефти был известен уже давно, количественные оценки для реальных аварий с разливом нефти до последнего времени почему-то никто не делал. Что ж, по крайней мере теперь они у нас есть: по оценкам исследователей от 3 до 17% разлившейся в 2010 году в Мексиканском заливе нефти растворилось в воде.
Хорошо ли это для экологии? С одной стороны, чем больше нефти растворится в воде, тем меньше её достигнет побережья, тем меньше в ней гибнет птиц и других прибрежных обитателей, и это хорошо. Кроме того, растворённая в воде нефть будет больше доступна всяким водным микроорганизмам, способным её переработать. С другой стороны, пока непонятно, как она будет влиять на морскую флору и фауну, и это тема для новых исследований.
