Hidrológiai Közlöny 1981 (61. évfolyam)

3. szám - Dr. Alföldi László: A felszínalatti vizek olajszennyeződésének a problémái

118 Hidrológiai Közlöny 1981. 3. sz. Dr. Alföldi L.: A felszín alatti vizek Ahol az olaj egyszer a felszín alá került, ott a szennyezett tárolótérben a maradéktelítettség következtében a szennyeződésmentesítés után is marad vissza olaj. A visszamaradó olaj az időszakos beszivárgás és a talaj vízszintingadozás hatására periodikusan kioldásnak van kitéve és tartós szennyezőforrássá válik. Ebből következik, hogy a védekezés első és legfontosabb feladata a szenynyeződés lokalizálása, a terjedés megakadályozása, és felhívja a figyelmet a megelőző intézkedések jelentőségére. Olajszennyeződés a valóságban Az olajszennyeződés felszín alatti mozgásával kapcsolatos elméleti levezetések, matematikai megoldások meghatározott leegyszerűsített határfeltételek mellett, szerkezetében és anyagában homogén közegben bekövetkező olajbehatolásra vonatkoznak. A valóságban természetes vagy közel természetes körülmények között a felszín alatti víztartó közeg rendkívül inhomogén. A természetes porózus közeg folyadékáteresztő képessége az esetek többségében az üledékképződés törvényszerűségéből következően vertikálisan kisebb, mint laterálisán. A vertikális és a laterális folyadékáteresztő képesség pl. csillámos homokok esetén akár nagyságrenddel is különbözhet. Az üledékszemcsék horizontális tendenciájú elhelyezkedése a tengeri és tavi üledékek sajátja. Folyami üledékképződésnél a keresztrétegzettség, ferde rétegzettség, lencsés leülepedés az áteresztő képesség térbeli változásának bonyolult rendszerét hozza létre. A réteglapok bizonyos üledékképződési határokat és ebből következően fizikai változásokat reprezentálnak. Ebből következően valamely réteg vertikális áteresztő képessége a réteghatár mentén kisebb mint a réteglapok között. Ezek a földtani események által predesztinált inhomogenitások regionális nagyegységekre vonatkozóan meghatározott rendszert alkotnak és legalábbis elvileg a matematikai modellezésnél figyelembe vehetők. Ugyanezek az átlagolt jellemzők azonban lokálisan kisebb területre vonatkozóan nem használhatók. Az anyagminőség és a szemcseösszetétel térbeli változékonysága nehezen követhető. A sima felületű kvarcszemcsékből álló futóhomok egészen más feltételeket biztosít a folyadékmozgás számára, mint egy csillámos földpátos limonitos homok. A hézagok felületi érdessége a szemcseanyag minőségétől is változik ós az anyagminőségtől függően változik a szemcsék adszorpciós képessége is. Nem kétséges, hogy az ismert matematikai eljárások elsősorban a jelenségek lefolyásának a becslésére alkalmasak akkor, ha a közeg fizikai paramétereinek a változékonyságát és a változás tendenciáját kellőképpen ismerjük. Az olaj lefelé irányuló mozgását a szivárgási öv tényleges permeabilitásának a változása befolyásolja. Ha például felül jobb az áteresztő képesség mint alul, akkor az alsó szakaszban az olajmozgás sebessége lecsökken és a permeabilitás változás határfelületén olajfelhalmozódás következik be és a telítettség a kisebb áteresztőképességű szakasz: -: o .'o .'. • 'o Durva szemcsés Finom szert esés ill . ° Durva szemcsés (a) (b) 5. ábra. Olajszennyeződés beszivárgása heterogén közegbe Puc. ö. MiuJiuAbmpaifUH Hecf)me3aapH3HeHUH e Heodnopodnyro cpedy Abb. 5. Einsickerung der Ölverunreinigung in heterogene Medien ban megnövekedik. A különböző áteresztőképességű rétegekben való olaj beszivárgásmódja az illető réteg vízzel való telítettségétől is függ. Ha egy kis áteresztőképességű réteg fekszik két jó áteresztőképességű között és a kis áteresztőképességű réteg nagy víztartalmú, akkor ebben a rétegben az olajra vonatkoztatott áteresztőképesség drasztikusan lecsökken. Ez a helyzet akadályozza az olaj lefelé való mozgását és oldalirányú áramlás lép fel, amely mindaddig tart, míg az olajoszlop függőleges nyomása meg nem haladja azt az értéket, amikoris az olaj be tud hatolni a rétegbe (Tk. Dracos 1976) (5. ábra). Ha a rétegek víztartalma kicsi, a beszivárgás akkor sem egyenletes, mert a rétegek relatív áteresztőképessége térben és a telítettség függvényében időben változó. A közeg heterogenitása következtében a kialakult vízszint és a kapilláris emelőmagasság is változó, ezen kívül természetes körülmények között a talajvízszint ritmikusan ingadozik. A tapasztalatok azt mutatják, hogy a talajvízszint gyors emelkedésével párhuzamosan lecsökken a víz felszínén úszó olaj vastagsága, majd a vízszint csökkenésével egyidejűleg újra megnövekszik az úszó olaj vastagsága. Ez a jelenség iigy értelmezhető, hogy a talajvízszint relatíve gyors emelkedése során a maradék telítettségnek megfelelő olaj visszamarad, bezáródik a póruscsatornákba és nem tud önáló fázisként mozogni. Ezzel az olaj-víz keveredési zóna vastagsága megnő és fokozódik az emulzióképződés és az olajoldódás lehetősége. Erre utal az, hogy a vízszint csökkenésekor az úszó olaj vastagságának kb. 90%-a újra kiválik, vagyis az úszó olajfázis vastagság csökkenése kb. 10%. Laboratóriumi kísérletek alapján hívták fel a figyelmet arra (L. Zilliox et all. 1978), hogy a megfigyelő fúrásokban mért olajvastagság különbözik a víz felszínén úszó olaj vastagságától. A csőben mért olajvastagság nagyobb a valóságosnál és a különbség a vízszint emelkedésével csökkenő tendenciájú, alkalmasint az arány meg is fordulhat. Nagy olaj vastagság esetén, vagy ha a közeg áteresztőképessége nagyon kicsi, gyors vízszintemelkedés következtében az olajréteg elszakadhat és egyidejűleg a megfigyelő csőbe esetleg nem is áramlik olaj.