Updated:1/4/2021

This content only exists in a Norwegian version. Go to search.

Dispergering er en metode for å bekjempe oljeutslipp, hensikten er å løse opp oljen og flytte den fra havoverflaten og ned i vannsøylen.

Olje kan dispergere naturlig, ved hjelp av mekaniske metoder eller ved bruk av kjemiske dispergeringsmidler. Bruk av dispergeringsmidler er i Norge foreløpig et beredskapsalternativ mot utslipp på sokkelen, men det arbeides også med planer for mer kystnær dispergeringsberedskap. I enkelte tilfeller kan dispergering være det beste responsalternativet, for eksempel ved risiko for at store mengder olje strander i sårbare områder eller hvis olje på åpent hav truer sjøfugl. Det kan være en rekke fordeler med å dispergere olje ned i vannsøylen, spesielt når andre responsmetoder er begrenset av sjø- og værforhold eller tilgang på nødvendige ressurser.

Naturlig dispergering

Dispergering av olje skjer naturlig når brytende bølger og vind bryter opp oljeflaket i dråper som blandes ned i vannmassene. Hvor lenge oljedråpene holder seg dispergert kommer an på størrelsen, store dråper vil stige raskt til overflaten igjen, mens de minste blir værende i vannmassene.

Kjemisk dispergering

Hvordan virker dispergeringsmidlene

Hensikten med bruk av dispergeringsmidler er å få i gang dispergeringsprosessen ved å redusere mengden energi som skal til for å bryte opp oljen i dråper. De bidrar også til å stabilisere oljedråpene slik at de ikke slår seg sammen til større dråper som stiger opp til overflaten igjen.

Bruk av dispergeringsmidler bidrar til at det dannes flere små oljedråper (< 0.07 mm), som igjen gjør at en større del av oljen blir værende i vannmassene. På grunn av turbulens, strøm i vannmassene og bølgeaktivitet på overflaten vil de små oljedråpene fordeles i vannsøylen. Etter en vellykket dispergering kan man se at oljeflaket har blitt til en sky av oljepartikler. Dispergering gir større overflate mellom olje og vann, og oljen vil etter hvert brytes ned av mikroorganismer som fester seg til oljedråpene, biodegradering.

Dispergeringsmidler består av to hovedkomponenter, et overflateaktivt middel og et løsningsmiddel. Løsningsmidlet transporterer og distribuerer det overflateaktive stoffet gjennom oljeflaket til kontaktflaten mellom olje og vann. Den overflateaktive forbindelsen består av en oleofil og en hydrofil del. Den oleofile delen liker olje, men ikke vann, og vil binde seg til oljen. Den hydrofile delen virker motsatt, den liker vann, men ikke olje og vil feste seg til vannet. Det er denne egenskapen ved dispergeringsmidler som gjør at overflatespenningen mellom olje og vann blir redusert og at det lettere dannes flere små oljedråper som rives løs fra oljeflaket og blandes ned i vannmassene.

Figur 1: Kjemisk dispergering av olje. Dispergeringsmiddel sprayes på oljeflaket fra båt (a). Det overflateaktive stoffet migrerer til grenseflaten mellom olje og vann, og fasiliteter at det lages små oljedråper som dispergeres ned i vannsøylen (b). Oljedråpene brytes ned av oljespisende mikroorganismer som finnes i havet (c). Kilde: ITOPF.

Praktisk bruk av dispergeringsmidler

Dispergeringsmiddel kan påføres fra båt, eller fra luften med helikopter eller fly. Dispergeringsmidler kan også i noen tilfeller påføres fra land.

Nøkkelen til vellykket kjemisk dispergering er å påføre dispergeringsmidler på den tykkeste delen av oljeflaket før oljen har forvitret. Når oljen forvitrer, endrer egenskapene seg, så dispergeringsmidlene ikke lenger er effektive. Ulike oljer har veldig forskjellig tidsvindu for når dispergeringsmidler er effektive. Alle oljer som produseres på norsk sokkel blir systematisk testet for om de lar seg dispergere eller ikke. Det er viktig å velge riktig dispergeringsmiddel ut fra oljetype og kjenne tidsvinduet for når og under hvilke forhold oljen er dispergerbar.

For at bruk av dispergeringsmidler skal være effektivt bør oljefilmen være minimum 0.1 mm tykk. Hvis oljefilmen er veldig tykk, eller oljen har veldig høy viskositet, kan det være nødvendig å påføre dispergeringsmiddel flere ganger. Dispergeringsmiddelet bør påføres i et jevnt lag med dråper som er store nok til at de ikke blåser vekk med vinden eller fordamper, men så små at de ikke passerer gjennom oljeflaket og ned i vannet. Hensikten er at det overflateaktive stoffet skal nå kontaktflaten mellom olje og vann hvor det skal redusere overflatespenningen. Optimal dråpestørrelse ligger mellom 0.6 og 0.8 mm.

Påføring fra båt

Dispergeringsmidler kan påføres fra båt med spesialtilpassede spraysystemer. Dette kan være bomsystemer som er fastmontert i baugen på skip, eller mobile systemer som består av slanger med dyser som strekkes ut fra fartøyet ved bruk av paravan. Dysene er kalibrert til å spraye dispergeringsmiddel jevnt over oljen.

En av fordelene med å ha påføringsutstyret i baugen er at baug-bølgen fra båten vil tilføre ekstra turbulens etter at dispergeringsmidlet er påført, og dermed bidra til å sette i gang dispergeringsprosessen. Siste generasjon av dette utstyret har et dobbelt bomsystem med mulighet for både høy og lav dosering. Dette gjør det mer fleksibelt når det gjelder dosering på ulike filmtykkelser.

Figur 2: Baugmontert påføringsutstyr for dispergeringsmiddel fra fartøy. KILDE: NOFO

Påføring fra luft

Påføring av dispergeringsmidler fra luften kan være en effektiv respons på akutt forurensing av olje, fordi responstiden er kort og et stort område kan dekkes på kort tid.

Dispergeringsmiddel kan påføres fra spesialdesignede fly, eller fra modifiserte fly brukt til å spraye sprøytemidler i landbruket. Sprayarmer er montert under vingene, og dispergeringsmiddel pumpes fra lagertanker i flykroppen. Dispergeringsmidlet sprayes ut gjennom dyser eller fra vinddrevne roterende enheter. Flyene må være i stand til å fly maks 30 meter over oljeflaket med lav fart (25-75 m/s), og kunne manøvrere lett.

Helikopter kan også brukes, enten med monterte sprayarmer eller spesielle bøtter under helikopteret.

Mekanisk dispergering

Et alternativ til å bruke dispergeringsmidler, er mekanisk dispergering. Mekanisk dispergering har samme hensikten som kjemisk dispergering, å redusere dråpestørrelsen. Istedenfor å bruke kjemikalier for å redusere overflatespenningen mellom olje og vann, knuses oljen i små nok dråper til at de holder seg dispergert i vannsøylen. Olje kan dispergeres mekanisk på flere måter. Et alternativ er å bruke high-shear miksere. Det er et verktøy med skjæreblader med høy rotasjons hastighet, som kuter oljedråpene i mindre størrelse. En annen metode er å bruke ultralyd. En tredje metode er å bruke vanjett med høyt trykk, som spruter vann med høyt trykk og høy hastighet på oljen, og fordeler oljen ned i vannsøylen. Mekanisk dispergering er per i dag ikke en metode som er i bruk i norsk oljevernberedskap.

Undervannsdispergering

Akutte utslipp kan også skje fra undervannsinnretninger, fra for eksempel rørledninger eller brønnhoder. Da kan olje dispergeres under vann for å forhindre eller begrense mengden olje som stiger til overflaten. Undervannsdispergering var et viktig tiltak under Macondo-utblåsningen i 2010 hvor mer enn 3000 m³ dispergeringsmiddel ble sprayet inn ved kilden til utslippet på havbunnen. Etter Macondo utblåsningen har det vært jobbet mye med undervannsdispergering, både med bruk av dispergeringsmidler og metoder for å mekanisk dispergering.

Utfordringer med bruk av dispergeringsmidler

Effektivitet

Som for alle andre metoder kan det være noen utfordringer med dispergering. Ikke alle oljer lar seg dispergere. Det er flere faktorer som påvirker effektiviteten, de viktigste er bølgeaktivitet, temperatur, vind og oljens kjemiske egenskaper.

Høye og brytende bølger kan gjøre at kontakten mellom olje og dispergeringsmiddel blir mindre. Motsatt er bølgeaktivitet viktig for å sette i gang dispergeringsprosessen. Under gunstige forhold, med vind mellom 4 og 12 m/s, kan effektiviteten være meget høy. Både roligere og tøffere værforhold kan redusere effektiviteten.

Hvor lett en olje lar seg dispergere, både naturlig, kjemisk og mekanisk, avhenger av oljetypen. Oljer med lav viskositet lar seg lettere dispergere enn høyviskøse oljer, og råoljer lar seg derfor ofte dispergere lettere enn drivstoffoljer.

Effektiviteten synker betraktelig dersom viskositeten til oljen eller emulsjonen blir veldig høy eller stivnepunktet øker slik at dispergeringsmidlet ikke trenger ned i oljen. Viskositeten til en olje øker med økt tid på havet, og derfor kan tidsvinduet for effektiv bruk av dispergeringsmiddel være kort. Ved temperaturer under stivnepunktet til en olje kan dispergeringsmidlet ha vanskeligheter med å trenge inn i oljen og dermed bli vasket vekk.

Miljøhensyn

Dispergering av olje flytter oljen fra havoverflaten og ned i vann, men oljen forsvinner ikke fra miljøet. Derfor er det viktig å sammenligne hvilke naturverdier som kan bli påvirket i vannmassene med hvilke konsekvenser det kan få om oljen blir på overflaten. Giftigheten av oljedråpene må også sammenlignes med den skaden oljeutslippet vil ha dersom det hadde fått drive videre på havoverflaten. Dispergert olje i vannsøylen kan gjøre skade på for eksempel fiskeegg, fiskeyngel og koraller, mens et oljeflak kan gjøre mye skade på sjøfugl, sjøpattedyr og strandhabitater.

Dagens dispergeringsmidler er lite giftige. Ved bruk av dispergeringsmiddel er det den dispergerte oljen og vannløselige oljekomponenter som bidrar til økt giftighet. Den dispergerte oljeskyen fortynnes raskt, og det gjør at konsentrasjonen av olje raskt kommer under aksepterte grenseverdier for giftighet. Den dispergerte oljen vil være akutt giftig for marine organismer, men siden eksponeringstiden er kort, er sannsynligheten for langsiktige, kroniske og irreversible effekter liten.

Veien videre

Bruk av dispergeringsmidler er en operativ beredskapsstrategi i Norge, men har fortsatt kunnskaps- og utviklingsbehov som det bør jobbes med. Veien videre involverer:

  • Etablering av statlig dispergeringsberedskap mot kystnære utslipp av bunkersoljer, inklusiv nye lavsvovel drivstoffoljer.
  • Videreutvikling av dispergering som et beredskapstiltak for olje som driver inn i is eller et oljeutslipp i is inkludert påføringsteknologi.
  • Videreutvikling og testing av mekanisk dispergering og tilførsel av "kunstig" (ikke bølger) energi.
  • Videre testing og utvikling av kjemisk og etter hvert mekanisk undervanns-dispergering inkludert testing og verifikasjon gjennom et offshore feltforsøk.

Hovedbilde: Espen Reite, Kystverket