Hidrológiai Közlöny 1981 (61. évfolyam)
3. szám - Dr. Alföldi László: A felszínalatti vizek olajszennyeződésének a problémái
Dr. Alföldi L.: A felszín alatti vizek Hidrológiai Közlöny 1981. 3. sz. 117 Mozdulatlan levegő Mozdulation viz v-7 7] Mozdulatlan olaj ^ 1 3. ábra. Maradéktelítettség megoszlása a telítetlen zónában Puc. á. Pacnpedenenue ocmamoiHoü Hacbiujennocmu e neHacbiii)eHHoCí 30ne Abb. 3. Verteilung der Kestsattigung in der ungesattigten Zone három fázis egyidejű jelenléte esetén /S 0-f-/S' 1-f-/S t, = =1. Az pedig természetes, hogy ha a hézagokat egyedül víz S„ egyedül levegő S 1 vagy egyedül olaj S 0 tölti ki, akkor a teljes telítődést tekintve S v =1; $ 0=1, illetve S e=l. Az ábra megjelöli azt a zónát, ahol bármely potenciál mellett az olaj vagy a víz, vagy a levegő mozdulatlan, jól látszik, hogy milyen kevés a lehetőség a három fázis együttmozgására. A telítetlen zónában való olajszivárgásról keveset tudunk. Addig, míg a pórusok olajjal nem telítődnek, egyidejűleg három fázis; a víz, a levegő és az olaj van jelen. A szivárgási zóna heterogenitásából következően, valamint a testetlenségből következően az olaj szivárgására vonatkozó mindennemű számítás többé vagy kevésbé becslés. A heterogenitás következtében nincs jelentősége annak, hogy a szénhidrogének függőleges mozgását diffúziós, vagy a dugattyús (piston flow) áramlás elmélete szerint vizsgáljuk (R. Mull). Philip (1957) egyenleteinek továbbfejlesztésével Mull (1969) az olaj függőleges szivárgásának közelítő megoldását dolgozta ki. A három fázisra vonatkozó mozgásegyenletek elméleti megoldása rendkívül nehéz a határfeltételek komplexitása, a hiszterézis jelenség, a kapilláris nyomás, a relatív áteresztő képesség és a telítettség kapcsolata köTalajv/zszint • ' '.'."' • • ' Talojvizmo zgás iránya 4. ábra. A felszínalatti olajmozgás elméleti modellje Puc. 4. TeopemwiecKan Mode/ib öeuMcemm ne<Jimu nod 3eMAeü Abb. 4. Tlieoretisches Modell der itnlerirdischen Ölbewegung vetkeztében. Azok a matematikai megoldások, melyek az átitatott zóna kiterjedését próbálják megadni, a tapasztalattól elég eltérő eredményt adtak különösen a kapilláris zóna olajtelítettségére vonatkozóan, ezért a gyakorlatban a védekezés megszervezésénél nem használatosak. Az olajszennyeződés terjedése Amennyiben a beszivárgott olajmennyiség meghaladja a beszivárgási övezet felvevő képességét, vagyis teljes telítődés következik be, és a telített front eléri a talajvíztükörhöz kapcsolódó kapilláris övet, oldalirányú áramlás következik be és a talajvíz felszínén lencsealakú olajtest alakul ki. A, kapilláris tér mint nagy víztelítettségű övezet, meghatározott ellenállást fejt ki az olaj behatolásával szemben. Minél nagyobb a beszivárgott olaj nyomása, minél durvább szemcséjű a tároló, az olajfront annál jobban behatol a zárt kapilláris térbe, majd azon keresztül a talajvízbe. A kapilláris zóna visszatartó hatása gátlólag hat a beszivárgásra és elősegíti az oldalirányú szétterülést. Amikor az olajfront elérte a kapilláris zónát, a kifejlődő nyomás hatására a vízfelület benyomódik. A benyomódás mértékét nehéz kalkulálni, mert egyidejűleg az olaj oldalirányban is terjed. A horizontális terjeszkedés elhanyagolásával a vízfelszín benyomódásának a mértéke homogén közegre vonatkoztatva számítható. Ennél a számításnál a talajvízszint ingadozását is el kell hanyagolni, pedig valóságos körülmények között a talajvízszint ingadozás nagyobb, mint a statikus körülmények között számítható benyomódás. A kialakult nyomás következtében végülis az olaj mint fázis radiálisan terjed a vízszintes mentén (4. ábra) mindaddig, amíg az utánpótlódó olaj nyomása az oldalirányú áramlás fenntartásához szükséges nyomásgradienst biztosítja. Ebből következik, hogy a beszivárgási illetve utánpótlódási időszakban az olaj a talajvízáramlás irányával szemben is mozoghat. A fő olajáramlás iránya megegyezik a talajvízszint esésével. Az utánpótlódás megszűnése után az olaj és a talajvíz mint két önálló fázis, lényegében a fázis és a közeg fizikai paraméterei által meghatározott mértékben azonos irányban áramlik. Az utánpótlódás nélküli olajszennyeződés terjedése egy idő után megszűnik és az elvékonyodott olajtest mozdulatlan részekre tagolódik. A hézagokban és a kapilláris övben mint maradéktelítettség visszamarad. Ezek az olajrészecskék vízzel körülzáródnak és a további olajoldódás forrásául szolgálnak. Az oldódás mértéke kicsi, de a kis koncentráció is elégséges ahhoz, hogy a víz ízét és illatát tönkre tegye. A fázisállapotú olajmozgás megszűnésével az olajszennyeződés terjedése nem fejeződik be, mert attól kezdve az oldatban való mozgás válik uralkodóvá. A vízben oldott olaj rendkívül markáns szenynyező, mert már néhány milligram/liter mennyiségben is íz- és szagrontó hatású. A szennyeződést megszüntetni pedig csak a teljes szennyeződött víztömeg kitermelése árán lehetséges.
