Научно-техническое обеспечение национальной безопасности
Правильная ссылка на статью:
Дегтерев А.Х., Кучерик Г.В.
Оценка опасности выхода глубинного сероводорода Черного моря на поверхность
// Вопросы безопасности.
2024. № 2.
С. 1-8.
DOI: 10.25136/2409-7543.2024.2.70585 EDN: QOCOAV URL: https://nbpublish.com/library_read_article.php?id=70585
Читать статью
Результаты процедуры рецензирования статьи:
|
EDN: QOCOAV
|
Аннотация:
Актуальность данного исследования обусловлена тем, что Черное море является самым крупным водоемом с сероводородной зоной. Разведанные запасы сероводорода в водной толще Черного моря составляют пять миллиардов тонн. В пересчете на объем это соответствует 3,5 триллионов куб. м. Вместе с тем, смесь сероводорода с воздухом является взрывоопасной начиная с концентрации сероводорода в воздухе 50 г/м3. Кроме того сероводород токсичен, так как это газ нервнопаралитического действия, смертельно опасный уже при 1 г/м3. Представляет интерес оценить возможность выхода сероводородных вод моря на поверхность с последующей их дегазацией, а также последствия повышения концентрации сероводорода в поверхностных водах и в воздухе для прибрежных районов. Распределение сероводорода в Черном море достаточно хорошо изучено. Особенно много данных измерений получено для верхнего слоя толщиной 1000 м. Данных о концентрации сероводорода на глубинах от 1000 м до 2000 м значительно меньше по техническим причинам. Максимальная концентрация сероводорода в море достигается на глубинах свыше 1500 м. Получена численная оценка последствий выхода глубинных вод на поверхность. Показано, что концентрация сероводорода в воздухе при этом не будет превышать 1 г/м3, что почти на два порядка меньше взрывоопасной концентрации. Рассмотрены балансовые оценки потоков кислорода и сероводорода в Черном море в связи с прогнозами подъема границы сероводородной зоны. Показано, что подъем границы – следствие несбалансированности этих потоков, однако величина чистой продукции сероводорода не может быть оценена достаточно точно. При точности оценок самих потоков 20 – 30% результирующий прирост количества сероводорода за год является статистически незначимой величиной. Выход сероводорода на поверхность в обозримом будущем возможен при нарушении стратификации вод путем механического вмешательства.
Ключевые слова:
Черное море, сероводород, сероводородная зона, сероводород в воде, сероводород в воздухе, кислород, баланс потоков, морская экология, анаэробная зона, стратификация вод
Abstract:
The relevance of this study is due to the fact that the Black Sea is the largest body of water with a hydrogen sulfide zone. The proven reserves of hydrogen sulfide in the water column of the Black Sea amount to five billion tons. In terms of volume, this corresponds to 3.5 trillion cubic meters. At the same time, a mixture of hydrogen sulfide with air is explosive starting with a concentration of hydrogen sulfide in the air of 50 g/ m3. In addition, hydrogen sulfide is toxic, since it is a nerve gas, deadly already at 1 g/ m3. It is of interest to assess the possibility of the release of hydrogen sulfide waters of the sea to the surface with their subsequent degassing, as well as the consequences of increasing the concentration of hydrogen sulfide in surface waters and in the air for coastal areas. The distribution of hydrogen sulfide in the Black Sea is well studied. Especially a lot of measurement data was obtained for the top layer at a depth of 1000 m. Data on the concentration of hydrogen sulfide at depths from 1000 m to 2000 m is significantly less for technical reasons. The maximum concentration of hydrogen sulfide in the sea is reached at depths above 1500 m. A numerical assessment of the consequences of the release of deep waters to the surface has been obtained. It is shown that the concentration of hydrogen sulfide in the air will not exceed 1 g/m3, which is almost two orders of magnitude less than the explosive concentration. The balance estimates of oxygen and hydrogen sulfide fluxes in the Black Sea are considered in connection with forecasts of a rise in the boundary of the hydrogen sulfide zone. It is shown that the rise of the boundary is a consequence of the imbalance of these flows, however, the amount of net hydrogen sulfide production cannot be estimated accurately enough. With an accuracy of estimates of the fluxes themselves of 20-30%, the resulting increase in the amount of hydrogen sulfide per year is a statistically insignificant amount. The release of hydrogen sulfide to the surface in the foreseeable future is possible if the stratification of waters is disrupted by mechanical intervention.
Keywords:
anaerobic zone, marine ecology, oxygen, balance of hydrogen sulfide and oxygen flows, hydrogen sulfide concentration in air, hydrogen sulfide concentration in water, hydrogen sylfide zone, hydrogen sylfide, Black Sea, water stratification