이란산 원유의 증발에 따른 풍화율 및 화학적 성상 변화 KCI

Title
이란산 원유의 증발에 따른 풍화율 및 화학적 성상 변화
Alternative Title
Effects of Evaporation on the Weathering Rate and Chemical Composition of Iranian Heavy Crude Oil
Author(s)
김범; 김기범; 심원준; 임운혁
KIOST Author(s)
Shim, Won Joon(심원준)Yim, Un Hyuk(임운혁)
Publication Year
2012-08
Abstract
해양으로 유출된 유류는 다양한 풍화과정을 통해 환경에서 제거되며, 증발이 유출사고 초기에 가장 우세한 풍화과정이다. 본 연구에서는 허베이스피리트호 사고유 중 이란산 원유를 대상으로 실험실에서 표준화된 증발실험을 실시하여 시간에 따른 물리화학적 변화를 관찰하였다. 증발과정에 영향을 미치는 유막두께, 풍속 등의 변수를 제어하여 48시간까지 노출한 결과 29.3±0.4%의 재현성 있는 결과를 산출하였다(n=40, p<0.001). 미국해양대기청의 풍화모델인 ADIOS2를 이용하여 환경조건에서 증발을 시뮬레이션한 결과 29%의 증발율을 구할 수 있었으며, 본 실험과 일치하는 결과를 확인하였다. 증발율에 따른 원유의 조성변화를 분석한 결과 저분자량의 알칸과 PAHs가 제거되었으나, 바이오마커 화합물은 증발에 의한 영향을 받지 않는 보전적인 특성을 나타냈다. 바이오마커 중 17α(H), 21β(H)-hopane을 이용한 풍화율 계산값은 48시간 최종 값이 24.4%로 물리적인 증발에 따른 양적변화와 유사한 결과를 보였다. 호판을 이용한 풍화율 계산값 비교결과 사고 초기 현장 표착유(1단계 풍화 28.9%)와 메소코즘 풍화 실험 5일차(26.5%)까지는 풍화과정이 주로 증발에 의한 것으로 확인되었다.



Once oil is spilled into marine environment, it experiences various weathering processes among which evaporation is the most dominant process in the initial stage of weathering. This study aimed to elucidate the effects of evaporation on the physicochemical properties of spilled oil using standardized laboratory experiments. Laboratory evaporation process was successfully reproduced using controlled rotary evaporation method. In case of Iranian Heavy crude (IHC), evaporation rate after 48 hours was 29.3±0.4% (n=40, p<0.001). Evaporation was simulated using ADIOS2 weathering model and the result was in agreement with laboratory experiment. Chemical composition changes of petroleum hydrocarbons including alkanes, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and biomarkers by evaporation rate were also analyzed. As oil evaporated, low molecular weight alkanes and PAHs decreased, while biomakers showed conservative characteristics. Among biomarkers, 17α(H), 21β(H)-hopane was used for calculation of weathering rates, which matched with evaporative mass losses. Weathering rate calculation using hopane showed that stranded oils of weathering stage I (28.9%) and mesocosm oil weathering experiment till 5 days (26.5%) were mainly affected by evaporation process.
ISSN
2288-0089
URI
https://sciwatch.kiost.ac.kr/handle/2020.kiost/3500
Bibliographic Citation
한국해양환경•에너지학회지, v.15, no.3, pp.238 - 246, 2012
Publisher
한국해양환경·에너지학회
Keywords
Iranian Heavy Crude oil; Evaporation; Rotary evaporation method; Weathering rate; Biomarker; 이란산중질원유; 증발; 회전증발법; 풍화율; 바이오마커
Type
Article
Language
Korean
Publisher
한국해양환경·에너지학회
Related Researcher
Research Interests

Microplastic pollution,Persistent Organic Pollutants,Oil Pollution,미세플라스틱 오염,잔류성 유기오염물질,유류오염

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