Updated:11/19/2020

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

Når olje slipper ut i havet kan vær, vind, temperatur og vann endre oljen fysisk og kjemisk. Det som skjer er forvitringsprosesser.

Når olje slippes ut på havet skjer en rekke prosesser som endrer de fysiske og kjemiske egenskapene til oljen, forvitringsprosesser. Oljens egenskaper og hvordan den forvitrer har stor betydning for en oljevernaksjon.

De viktigste faktorene som påvirker oljens oppførsel og forvitring på sjøen er:

  • Egenskapene til oljen.
  • Værforhold som vind, strøm, bølger, sollys og luft-temperatur.
  • Vannets egenskaper som saltinnhold, pH og temperatur.

Figur 1 viser hva som skjer med oljen i havet. Kilde: Modifisert fra Mackay, D. Stiver, W, and Tebeau, P.A. 1983 Testing of crude oils and petroleum products for environmental purposes.

Forvitringsprosesser

De viktigste forvitringsprosessene:

  • Spredning
  • Fordamping
  • Oppløsning i vann
  • Naturlig dispergering
  • Vann i olje emulgering
  • Fotooksidering
  • Biodegradering
  • Sedimentering

Figur 2 viser hvordan forvitringsprosessene fordeler seg på tidslinjen etter et oljeutslipp. De ulike forvitringsprosessene har forskjellig betydning for forløpet etter utslippet. Kilde: Modifisert fra Wheeler, R. B., 1978. The Fate of Petroleum in the Marine Environment.

Spredning

Olje som er sluppet ut på havet sprer seg utover havoverflaten. Spredningen kan skje svært raskt, og er ofte den dominerende prosessen i startfasen av et utslipp. Egenskaper som tetthet, viskositet og stivnepunkt er faktorer som påvirker hvor lett oljen sprer seg. Strøm, bølger og vind påvirker også spredning av olje.

Lette oljetyper spres raskere enn tunge oljetyper, fordi viskositeten er lavere. Ved lave temperaturer reduseres spredningen fordi viskositeten til en olje øker ved redusert temperatur. Ved et oljeutslipp er det å redusere spredningen viktig, fordi det begrenser området som forurenses og gjør oppryddingen lettere.

Fordamping

Samtidig som oljen sprer seg på havoverflaten, vil lette komponenter i oljen fordampe. Fordampingen skjer i den første tiden etter et utslipp. Fordampingen skjer raskere jo mer oljen sprer seg, fordi overflaten mellom olje og luft blir større.

Fordampingshastigheten er også avhengig av vindstyrke, temperatur og andelen av lette komponenter i oljen. Mer vind øker fordamping, mens lavere temperaturer reduserer fordamping.

Oppløsning av oljekomponenter i vann

Samtidig som oljen sprer seg og oljekomponenter fordamper, vil noen komponenter løses opp i vannmassene.

De lette oljekomponentene løses til en viss grad opp i vann, men generelt sett er oljekomponenter lite vannløselige. De vannløselige komponentene er stort sett de samme som fordamper lett, men fordampingen skjer raskere.

Ved et overflateutslipp, der det danner seg et oljeflak, er ikke vannløselighet den viktigste forvitringsprosessen. Vannløselighet har større betydning ved et undervannsutslipp eller hvis oljen dispergeres ned i vannsøylen.

Fordi lette oljetyper har en større andel vannløselige komponenter enn tunge oljetyper, er de ofte giftigere for organismer i vannet. Spesielt gjelder dette olje med høy andel av lette aromatiske forbindelser som er akutt giftige.

Naturlig dispergering

Hvis det er nok energi på havoverflaten vil bølgene bryte opp oljeflaket i dråper og blande dem ned i vannmassene. Det er naturlig dispergering.

Naturlig dispergering skjer hvis det er nok bølger eller turbulens på havet til at oljeflaket brytes opp. Det skjer vanligvis ved vindstyrke over 5 m/s. De største oljedråpene vil stige opp til havoverflaten igjen, mens mindre dråper vil forbli nede i vannsøylen.

Dispergering gir større overflate mellom olje og vann, derfor har naturlig dispergering en effekt både på oppløsning av oljekomponenter i vann og på biodegradering.

Olje med høy viskositet lar seg ikke så lett dispergere. De er så seige at de ikke lar seg bryte opp i dråper. Temperaturen påvirker oljens viskositet, og vil derfor påvirke naturlig dispergering.

Vann-i-olje emulgering

Når olje havner på sjøen kan den ta opp vann, det vil si at vanndråper blir fanget inne i oljen. Denne forvitringsprosessen kalles vann-i-olje (v/o) emulgering.

Dannelsen av en emulsjon er avhengig av energitilførsel på havoverflaten. Vanligvis må det være brytende bølger for at v/o emulgering skal kunne skje. Mindre vannopptak kan også forekomme i roligere værsituasjoner.

Hvor mye vann en olje tar opp er avhengig av den kjemiske sammensetningen. Hvor stabil en emulsjon er avhenger av hvor mye resiner og asfaltener det er i oljen. De er med på å stabilisere vanndråpene, som er fanget i oljen. Olje med lavt innhold av disse komponentene tar ikke opp like mye vann, og emulsjonen som dannes er ikke like stabil.

V/o emulsjoner kan inneholde opptil 80 % vann, det kan tilsvare en volumøkning opptil 5 ganger det opprinnelige volumet. Viskositeten til en v/o emulsjon kan bli opptil tusen ganger høyere enn viskositeten til den opprinnelige oljen. Derfor kan opprydning av en emulsjon være svært utfordrende.

Fotooksidering

Sollys fører til oksidering av oljekomponenter, spesielt aromater. Energien fra sollyset får oksygen og karbon til å reagere, og oksygen blir en del av aromatstrukturene i oljen.

Fotooksiderte oljekomponenter kan reagere med hverandre og danne mer kompliserte forbindelser som resiner og asfaltener. Økt resin- og asfalteninnhold øker sjansen for at det dannes stabile emulsjoner, og har derfor stor betydning for oljens levetid på havoverflaten.

Biodegradering

Sjøvann inneholder mange typer mikroorganismer. Noen av disse kan bruke oljekomponenter som karbon og energikilde. Denne prosessen kalles biodegradering.

Effektiv biodegradering er avhengig av biotilgjengelighet av olje, nok næringssalter og oksygen. Biotilgjengelighet vil si at oljekomponentene er til stede i en slik form at de kan tas opp av mikroorganismene. En stivnet olje er for eksempel lite biotilgjengelig, mens oljekomponenter løst i vann har høy biotilgjengelighet.

Temperatur har stor påvirkning på biodegradering av olje. Lav temperatur reduserer aktiviteten til mikroorganismene, samtidig som det påvirker biotilgjengeligheten til oljen.

Dispergering har en positiv effekt på biodegradering av olje, fordi det gir økt overflate mellom vann og olje. Da får mikroorganismene bedre tilgang til oljekomponentene.

Sedimentering

Råolje har normalt ikke høyere tetthet enn sjøvann, selv etter kraftig forvitring. Forvitret råolje vil derfor normalt ikke synke. Oljen kan derimot klebe til partikler i vannmassene, og dermed bli tunge nok til å synke.

Hovedbilde: Kystverket