Az olaj mozg�sa a talajban

Az olaj talajban l�v� mozg�s�n�l alapvet� k�l�nbs�get kell tenni az olaj talajban t�rt�n� sz�tter�l�se �s a v�zben oldott olaj mozg�sa k�z�tt. Am�g ugyanis az oldott anyagok a sziv�rg� talajv�zzel egy�ttesen mozognak, addig az olaj laza k�zetekben, talajokban �sszef�gg� olajtestet k�pez.

Ha az olaj behatol a talajba, l�nyeg�ben a neh�zs�gi er� hat�s�ra mozog lefel� �s �n. olajtest alakul ki, melynek alakja �s nagys�ga a talaj �s az alatta elhelyezked� f�ldtani �sszlett�l, valamint az olaj mennyis�g�t�l �s fizikai tulajdons�gait�l f�gg.

Ha az els� esetben vizsg�ljuk az olajtest alakj�t, egyenletes, egynem� talajban, akkor a 37. �br�n bemutatott szab�lyos alak� olajtest alakul ki.

37. �bra Olajtest alakja egynem� talajban

Nem egynem� talaj eset�ben, �s a term�szetben rendszerint ez fordul el�, akkor az olajtest t�bb�-kev�sb� szab�lytalan alakot vesz fel.

A 38. �br�n l�that�, hogy a kisebb �tereszt� k�pess�g� r�teg a sziv�rg� keresztmetszet sz�tter�l�s�t eredm�nyezi, m�g a jobb �tereszt� k�pess�g� r�tegbe t�rt�n� �tmenetn�l l�nyeg�ben azonos marad a sziv�rg�si keresztmetszet. Ha a besziv�rg�si h�nyad az �tereszt�k�pess�ghez k�pest valamely r�tegben nagy, akkor oldalir�nyba terjed ki a hat�rfel�let, eg�szen addig, m�g er�sen �tereszt� r�teghez �r.

38. �bra Olajtest alakja k�l�nb�z� �tereszt�k�pess�g� talajban

Az igen kis �tereszt�k�pess�g�, finom szemcs�zetts�g� k�zbens� r�tegek (39. �bra), melyek er�sebb m�rt�kben k�pesek visszatartani a sziv�rg� vizet, pl. iszapos, agyagos homokok vagy agyagok, jelent�s m�rt�kben akad�lyozhatj�k vagy ak�r teljesen megsz�ntethetik az olaj behatol�s�t a m�lyebben fekv� k�pz�dm�nyekbe. Ilyen esetben az olaj a talajv�zszintig nem is jut el.

39. �bra Olajtest elhelyezked�se, ha az olaj �t nem ereszt� talajhoz �r

Ha a besziv�rgott olajmennyis�g meghaladja a sziv�rg�si tartom�ny olajvisszatart� k�pess�g�t, akkor az olaj a talajv�zig hatol.

A 40. �br�n l�that� asszimetria a talajv�z �raml�si ir�nya miatt j�tt l�tre. Ha az olaj k�zvetlen�l behatol a v�zvezet� r�tegbe, akkor a nyom�s kiegyenl�t�d�se ut�n gyorsan felemelkedik a talajv�z felsz�n�ig, �s egyens�lyi helyzetet vesz fel a kapill�ris s�vban, els�sorban a talajv�z�raml�s ir�ny�ban.

40. �bra Az olajtest el�ri a talajv�zszintet

�ttekintve az eddigieket, meg�llap�thatjuk, hogy am�g a sziv�rg�si tartom�nyban az olajbesziv�rg�s befejez�d�se ut�n csak a talajszemcs�khez adszorbe�lt (viszonylag kis mennyis�g�) olajtartalom van jelen, addig a kapill�ris s�vban a szabad olajmennyis�gek feld�sulnak �s mozg�sukat korl�tozza a kapill�ris er� hat�sa. M�g a sziv�rg� s�vban viszonylag gyorsan mozog az olaj, addig a kapill�ris s�vban h�napok m�lva, s�t �vek m�lva is maradnak nagyobb olajmennyis�gek.

Ebb�l k�vetkezik, hogy nagy olajbalesetek eset�n ebb�l a z�n�b�l nem egyszer tekint�lyes olajmennyis�get lehet elt�vol�tani. Ugyanekkor a szennyez�d�s nem r�gz�l az olajlencs�hez, mert a csapad�k az adszorbe�lt olajb�l, a talajv�z pedig az olajlencs�b�l old ki olajkomponenseket.

Ezek ut�n vizsg�ljuk meg azt az esetet, amikor a talajv�zszint v�ltozik.

A 41. �br�n h�rom helyzetet l�tunk. A k�z�ps� (B) helyzet megegyezik az �br�val kapcsolatban elmondottakkal. A baloldali (A) �br�n a talajv�zszint-s�llyed�s helyzet�t vizsg�ljuk egynem� �sszlet eset�n. Ebben az esetben az �sszegy�lt olaj a talajv�zszint �s a kapill�ris z�na s�llyed�s�vel egy�tt s�llyed le, a jobboldali (C) �br�n pedig, amikor az adszorbe�l�dott olajnyomok maradnak az als�bb r�tegekben.

A val�s�gban azonban a helyzet bonyolultabb. Ugyanis az olaj egy igen tekint�lyes r�sze k�pes old�dni a v�zben, nem besz�lve a k�olaj k�s�r�anyagir�l, amelyek hasonl�k�ppen v�zoldhat�k. H a k�olaj �sszef�gg� f�zisk�nt hatol be a talajba, �s ott a besziv�rg� csapad�kv�zzel �rintkezik, akkor egyes alkot� oldatba mennek �t �s v�zzel egy�tt terjednek tov�bb.

41. �bra Olajtest elhelyezked�se v�ltoz� talajv�zszint eset�n

42. �bra Az olajtestb�l kiold�d� olaj �tja

Ez a folyamat j�n l�tre, ha az olaj f�zisk�nt van jelen a sziv�rg�si tartom�nyban �s sziv�rg� v�zzel l�p �rintkez�sbe (42. �bra), vagy ha az olaj f�zisk�nt van jelen a talajv�z-tartom�nyban �s �lland�an �rintkezik az �raml� talajv�zzel (43. �bra).

43. �bra Oldott olaj mozg�sa a talajv�z �raml�s ir�ny�ba

Ha az olajtest - azaz az olaj, mint f�zis - a talajv�z felsz�ne felett helyezkedik el, akkor a sziv�rg� v�z oldhat ki olajr�szeket �s a talajv�z felsz�n�re vezeti azokat. Itt kezd�dik a horizont�lis ir�ny� sz�tter�l�s a talajv�z �raml�si ir�ny�ba.

Ha az olajtestet eg�szen a talajv�z-tartom�nyig �r el, akkor az �raml� talajv�z old ki olajkomponenseket �s azokat mag�val ragadja. A kioldott olajmennyis�g f�gg az �rintkez� fel�letekt�l, a v�z �raml�si sebess�g�t�l, a v�z tel�tetts�gi fok�t�l �s az olajfajta milyens�g�t�l.

V�g�l pedig vizsg�ljuk meg azt az esetet teljes bonyolults�g�ban, amikor figyelembe veszz�k azt, hogy az olajtestb�l a kis forr�spont�, k�nnyen ill� �zemanyagok a talajban is viszonylag k�nnyen p�rolognak (43. �bra).

A felsz�n alatti p�rolg�s f�gg az olajterm�k min�s�g�t�l, a nyom�st�l, a h�m�rs�klet-gradienst�l �s a talaj �tereszt� k�pess�g�t�l. A sziv�rg�si tartom�nyban elhelyezked� olajtestet k�r�l teh�t sz�nhidrog�n-g�z�kb�l �ll� olajp�rna fog k�pz�dni. Hasonl�k�ppen a talajv�zen elfekv� olajlencse felett is kialakul ez a g�zburok.

Minthogy a g�zosod� �zemanyag-g�z�k a leveg�n�l nehezebbek, ezek z�mmel a kapill�ris s�v feletti r�tegben helyezkednek el, mint ahogy az 44. �bra mutatja. Mindebb�l k�vetkezik, hogy ezek a g�zok a sziv�rg� tartom�nyban v�ndorl� v�zben old�dnak �s n�velik a talajv�z szennyez�d�s�t.

44. �bra Az olajp�rna hat�sa