Magyar Vízgazdálkodás, 1980 (20. évfolyam, 1-12. szám)

1980-12-01 / 11-12. szám

Olajszennyeződés mozgása

Az elmúlt 15 évben az egyre szaporodó olajszennyezések a felszíni vizek elszennyeződésére irányították a figyelmet.

Az olaj viselkedését felszíni vizekben részletesen feltártuk és ennek eredményeképpen megvizsgáltuk a kárelhárítás lehetőségét, a szennyezés következményeinek, valamint magának a szennyeződésnek eliminálását.

A felszín alatti vizeket érő vízszenynyezések elemzése csak részben történt meg, kárelhárítási technológiák pedig úgyszólván nem is alakultak ki.

Ennek két oka van. Az egyik az, hogy a társadalmi igény elsősorban a felszíni vizek védelmére késztette a rendelkezésre álló szakemberkapacitást. Másik oka, hogy bonyolultabb helyzet áll elő a felszín alatti vízkészletek olajszennyezése esetén. Első esetben egy kétkomponensű rendszer (víz—olaj rendszer) elemzését kellett elvégezni, az utóbbi esetben a négykomponensű rendszert, a talaj—víz—levegő—olaj rendszert kell vizsgálnunk.

Olajnak nevezünk ebben az írásban minden olyan ásványolaj-féleséget, a nyersolajtól a normális viszonyok között cseppfolyós szénhidrogénekig, mint a benzinek, kenőolajok, könnyű és nehéz fűtőolajok, de ide sorolhatjuk a későbbi feldolgozás termékeit is, a motorolajokat, a transzformátorolajokat, az emulgeált termékeket és az ún. fáradtolajokat.

Említést érdemel az is, hogy a nyersolaiok és az ásványolajtermékek mindig

kisebb-nagyobb számú vegyületek keverékéből állnak. Ennek megfelelően különböző eredetű, de azonos termékosztályok fizikai jellemzői széles határok között változhatnak.

Valamely ásványolajtermék fontos jellemzője a forrási tartomány. Például a benzinek és a kerozinok szabad levegőn viszonylag könnyen párolognak, a diesel-olaj és könnyű fűtőolaj lassabban, míg a magasabb forrpontú termékek, gépolajok, hengerolajok csak minimálisan párolognak, azaz gyakorlatilag nulla a tenziójuk.

A forrponti tartomány növekedésével változik az egyes ásványolajtermékek viszkozitása. Ez azt jelenti, hogy a föld felszínén lassabban terjednek szét, mint a könnyebben forrásba jövők, és ennek megfelelően lassabban is hatolnak bele a talajba. A talajok, kőzetek permeabilitása a vízhez hasonlóan olajok esetében is más és más. A viszkozitás hőmérsékletfüggő is, ami azt jelenti, hogy melegebben hígabban folynak, mint alacsonyabb hőmérsékleten. Azt is tudni kell, hogy a magasabb forrpontú ásványolajtermékek viszkozitása nemcsak a forrponti tartományuktól, hanem a kristályosodásra hajlamos vegyülettartalmuktól (kemény és lágy parafinoktól) is függ.

A nyersolajféleségek kémiai tulajdonságai nagymértékben eltérnek egymástól. Igaz, hogy valamennyi nyersolaj gyakorlatilag hasonló vegyületek keveréke, de azok mennyiségi hányada különböző előfordulási helyeken rendkívül különböző. Ennek megfelelően parafinbázisú, nafténbázisú, és vegyesbázisú nyersolajokat különböztetünk meg. Ez azért is fontos, mert kémiai összetételtől függően különbözőképpen oldódnak vízben. A parafinek oldódnak legkevésbé, a naftének jobban, az olefinek és diolefinek még jobban és az aromás vegyületek oldódnak leginkább.

Ezúttal egészen leegyszerűsítve vizsgáljuk azt a folyamatot: hogyan kerül a felszínen kiömlött olaj a talajba, talajvízbe és ott hogyan okoz vízszenynyezést.

Az olaj talajbeli mozgásánál alapvető különbséget kell tenni az olajnak mint fázisnak szétterülése és a vízben oldott olaj mozgása között. Ugyanis, amíg az oldott anyagok a szivárgó- és talajvízzel együttesen vándorolnak, addig az olaj laza kőzetekben, talajokban összefüggő olajtestet képez.

Ha olaj hatol a talajba, lényegében a nehézségi erő hatására lefelé húzódik és olajtest alakul ki, melynek alakja és nagysága a talaj és az alatta elhelyezkedő képződmények nemétől és szerkezetétől, valamint az olaj mennyiségétől és fizikai tulajdonságaitól függ. Első esetben vizsgáljuk az olajtest alakját, egyenletes, egynemű talajban. Ilyenkor szabályos alakú olajtest alakul ki. Az olaj behatolási mélysége empirikus képlettel számítható.

Ha azonban nem egynemű talajjal van dolgunk, és ez a természetben rendszerint így van, akkor az olajtest többékevésbé szabálytalan alakot vesz föl.

Olaj bekerülés f

Az olaj útja felszínen úszó olaj

I kémiai folyamatok J

I

I Bakteriológiai folyamatok

1-------->\

I I

r*--------;-------—- -I Felszínen aszó olaj

1

h----------h

! !

\ 1 1 r Olajfilm r j

1

1

1

1

I

1 i Diszpergaiosi ; zóna . i

1

I

1 „ Ч /1 n

„kötődés lebegoamjaQOkra |

__*| 1

I

U/építési 1 zóna

,!

I I

r 1

i i

I I

I у У ! V&ELSZiN 1

i i

_u

4-v » V ' 1V X- •» 4 »' *1' '1

1 к L»T * ■ V л .4.•:•••••- .-V ;:-. l.- ..- •; -.v;. : ■

k

:

:vA;:r A::|

ár

/ / / Jllo alkatrészek

I I ' /

ч Ч 4 Vízben oldodo rész 'ШЩ Diszperga/t o/oj

Lebegöanyaghoz kötődött olaj У77/- Elqyantasodott olajmaradék a tofeneken тг^аг A {,méküledékbe kapi/lohtas útjait behatolt olaj rész

V*.. S .\l X. *■ *' fr \l

V ■*. X • Ч- *K

Ч-; .X. •*-. ■ * *: !\

48