墨西哥湾漏油事件的最新研究详述了溢油柱的化学成分，有助于解释石油的去向

熊熊烈火照亮了黎明前的黑暗，在“深水地平线”钻井平台沉没的残骸上漂浮的“海洋干预三号”船身上投下阴影。直升机的轰鸣声与船体两侧火焰的轰鸣声交织在一起，克里斯·雷迪能感觉到脸上的热度。

2010 年 6 月 21 日晚，雷迪和伍兹霍尔海洋研究所的同事们从他们的研究船“奋进号”上下来，直接从喷发的马孔多油井采集样本。两个月来，这口油井一直在向墨西哥湾喷出石油和天然气。他们有 12 个小时的时间来做一件以前从未做过的事情：用机械臂将一个特殊的瓶子直接插入热碳氢化合物中。一年后的今天，他们的分析解释了从油井中喷出的到底是什么，并进一步揭示了油井发生了什么。

事实证明，油井中某些化学物质在高压下的表现与在地面上的表现不同。这解释了为什么某些化学物质，而不是其他化学物质，进入了雷迪等人去年夏天发现的 22 英里长的巨型油柱中。美国国家科学基金会化学海洋学项目主任唐·赖斯 (Don Rice) 表示，这也解释了为什么一些研究漏油事件的科学论文似乎相互矛盾。

“我们现在对从海底漏油与从海底漏油有何不同有了更深入的了解。这项工作的意义远远超出了墨西哥湾，”他在一份声明中说道。

漏油事件最令人困惑的问题之一是科学上的不确定性——有多少石油泄漏到墨西哥湾，以及石油到底是什么，这两者都可以解释石油会流向何处。雷迪和同事需要直接前往源头——位于海面以下 5,000 英尺的喷油口——以查看化合物，从而了解烟柱会发生什么。雷迪在一次采访中解释说，这种样本被称为“端元”。喷油口的很大一部分由热气组成，主要是甲烷，因此这是一项艰巨的任务。

“如果你试图将传统工具放入沸腾的大锅中，然后关上盖子，再将其带到地面，瓶子就会爆炸。5000 英尺高空的微小甲烷气泡在大气压下会变成巨大的甲烷气泡，”雷迪说。

研究小组向伍兹霍尔地球化学家杰夫·西瓦尔德求助，他开发了一种名为等压气密取样器的工具。它用于收集深海热液喷口的液体。他们使用石油工业 ROV 将 IGT 取样器直接放置在破裂的立管上，并从泄漏中收集了唯一未稀释、未降解的样本。

根据本周发表在美国科学院院刊上、由美国国家科学基金会资助的一篇研究论文，该团队发现天然气与石油的比率为每桶石油 1,600 立方英尺天然气。根据这一比率，并使用联邦政府估计的 410 万桶石油，雷迪等人估计有 1.7 × 1011 克甲烷、乙烷和丙烷泄漏到墨西哥湾。这大约是 105 吨。这是大量的甲烷。

但也许更有趣的是烟柱的组成，它主要由苯、甲苯、乙苯和总二甲苯（简称 BTEX）组成。BTEX 化合物仅占从油井中流出的石油的 2% 左右，但几乎占深海烟柱的 100%。它们显然在海平面以下 3,000 英尺处右转，而其他碳氢化合物（如甲烷）则降解、冲上岸、被细菌吞噬或在雷迪采集样本时遇到的火灾中被烧毁。

雷迪说，研究羽流还需要一些技术上的魔法。伍兹霍尔海洋研究所的研究员理查德·卡米利制造了一台超灵敏的质谱仪，它可以立即识别出微量的石油和其他化学化合物。去年夏天，这项工具被用于最初的羽流研究，它帮助研究人员量化了羽流和井口喷涌的不同之处。

“这表明，在较浅的深度，其中一些化合物可能会蒸发得更快。石油由许多化合物组成，它们都具有不同的化学和物理特性。这项研究凸显了这一点。这些特性决定了哪些化学物质进入了羽流，”雷迪说。

从表面上看，这一切都是不同的——BTEX 化合物会迅速挥发并蒸发到大气中。

“然而，在深水地平线漏油事件中，天然气和石油在水柱中停留了相当长的时间，没有机会将挥发性物质释放到大气中，”研究人员在《国家科学院院刊》上写道。“因此，水溶性石油化合物溶解在水柱中的程度远远高于通常在表面漏油事件中观察到的程度。”

好消息是，BTEX 对海洋生物无毒，除非浓度远高于研究人员在墨西哥湾发现的浓度。但美国国家科学基金会表示，浓度较低时，神经系统就会受损。持久性 BTEX 可能对海洋生物造成何种影响，仍有待观察。

与此同时，雷迪和他的同事们仍在墨西哥湾沿岸的海滩上收集样本。他赞扬了美国国家科学基金会资助正在进行的石油泄漏研究项目，这些研究项目在深水地平线危机中发挥了重要作用。

“只要资金允许，我们就会继续寻找这种石油的残留物，”他说。“关于哪些化合物能够抵抗自然降解，我们还有很多东西需要学习。这为这一领域带来了巨大的启示。”