Alesta - Elif Bin Petrol ve petrol sızıntısının ne olduğundan KARA LEKE: BÖLÜM 1 de bahsetmiştik. Peki petrol sızıntısı hangi süreçlerden geçerek sularımızı kirletir? Tüm süreçlere kısaca değinerek birlikte göz gezdirelim (Şekil 1).
Yayılma
Petrol döküldüğü andan itibaren su yüzeyinde yayılma eğilimi göstermektedir. Yayılma hızı büyük ölçüde petrolün viskozitesine ve hacmine bağlıdır. Düşük viskozite yani akmazlığa sahip olan petrol yüksek viskozite olan petrole nazaran bir hayli daha hızlı yayılım eğilimi göstermektedir. Petrol henüz sıvı iken su yüzeyinde petrol tabakası olarak yayılmaktadır fakat hızlı bir şekilde parçalanmaya başlarlar. Parçalanan ve tabakası incelen petrol rengi siyahtan koyu kahverengiye dönmeye başlar. Tabaka kenarlarında ki renklerde yanardöner ve gümüş parlaklıklara doğru değişir (Şekil 2).
Petrolün yayılma hızını etkileyen bir diğer faktörler ise dalgalar, türbülans, gelgit akıntılarıdır. Bu güçler beraber olursa yayılma süreci bir o kadar hızlanır. Petroller genellikle bu faktörler yüzünden birkaç gün içerisinde yüzlerce kilometrekarelik alanı kaplarlar.
Dökülen petrolün çeşidi de petrolün yayılma biçimi açısından önem arz etmektedir. Mesela 3 farklı petrol çeşidini ele alalım. Dizel, ham petrol ve gemi petrolü (Şekil 3):
- Dizelin yoğunluğu ve viskozitesi düşüktür. Suya dökülürse çok hızlı bir şekilde dağılır. Bir litre dizel bir futbol sahasının yüzeyini kaplayabilir. Çok uçucu olduğundan atmosferde hızlı bir şekilde buharlaşır ve deniz çevresinde uzun süre boyunca kalmaz. Bu sebepten dolayı temizliğine genelde gerek yoktur.
- Ham petrol dizele göre viskozitesi ve yoğunluğu daha fazladır. Su yüzeyinde ki yayılım hızı ve alanı çok daha düşüktür. Ham petrolün %20 ile %40’ ı hafif yani uçucu madde olduğundan dolayı ham petrolün uçucu kısmı buharlaşacak ve geriye %60 ile %80’ i kalacaktır. Hacmi azalan ham petrol denizde çok daha ağır bir bileşen bırakır.
- Gemi petrolü gemileri çalıştırmak için kullanılır ve temizlenmesi bir hayli zordur. Yoğunluğu ve viskozitesi fazladır. Bundan dolayı neredeyse hiç (Maksimum %5’i buharlaşır. Bunun sebebi bileşiğinin sadece %5’inin hafif ürün olmasıdır) buharlaşmaz. Çok az yayılırlar. Birbirlerine sımsıkı tutunarak benekler halinde kalın bir yağ tabakası oluştururlar.
Buharlaşma
Petrolün uçucu bileşenleri buharlaşacak ve petrolün hacmi azalacaktır. Buharlaşma hızı sıcaklığa ve rüzgar hızına bağlı olarak değişmektedir. Düşük kaynama noktasına sahip bileşenlerin oranının fazla olması buharlaşma hızını olumlu etkilemektedir.
Yüzey alanı ne kadar büyük olursa hafif bileşenler o kadar hızlı bir şekilde buharlaşacağından, petrolün başlangıçtaki yayılma hızı da buharlaşma hızını etkilemektedir. Dalgalı denizler, yüksek rüzgar hızları ve ılık sıcaklıklar da buharlaşmayı artırmaktadır. Buharlaşma sonrasında geriye kalan petrol artıkları yüksek yoğunluk ve viskoziteye sahip olmaktadır.
Dağılım
Petrolün dağılma hızı petrolün niteliğine ve denizin durumuna bağlıdır. Dalgalar ve türbülans petrol tabakasının tamamını veya bir kısmını farklı ebatlarda damlacıklar halinde kırılmasına yol açabilir. Küçük damlacıklar denizde askıda kalırken büyük çaplı damlacıklar su yüzeyinde bir petrol tabakası oluşturmak için diğer damlacıklarla birleşerek su yüzeyine doğru geri çıkmaktadırlar.
Dağılmış petrolün sergilediği artan yüzey alanı aynı zamanda biyolojik bozunma, çözünme ve tortulaşma gibi süreçleri de ilerletmektedir. Sıvı olarak diğer aşınma süreçlerine uğramadan yayılan bir petrol deniz koşullarında birkaç gün içerisinde tamamen dağılabilmektedir. Dağıtıcı maddelerin uygulanması bu doğal süreci hızlandırabilmektedir. Bunun aksine, yapışkan petroller dağıtıcı maddeler ilave edildiğinde dahi deniz yüzeyi üzerinde az miktarda dağılma eğilimi gösteren kalın parçaları oluşturma eğiliminde olmaktadır.
Emülsiyon
Emülsiyon yani sıvı asıltı (Şekil 5), birbiri içinde çözünmeyen iki sıvının karışımıdır. Bir sıvı (dağılan faz), öbürünün (dağınılan faz) içinde dağılmış durumdadır. Emülsiyon oluşma sürecine emülsifikasyon denir. Emülsiyon, kirletici madde hacmini beş katına artırabilir. Yağ içinde su sıvı asıltılarının oluşması diğer hava etkisiyle aşındırma süreçlerinin hızını azaltmaktadır ve deniz yüzeyinde ve sahil şeridinde hafif ve orta dereceli ham petrollerin devamlılık göstermesinin ana sebebidir.
Çözünme
Petrollerin çözünme hızı ve boyutu bileşimine, yayılmasına, suyun sıcaklığına, türbülansa ve dağılmasına bağlıdır (Şekil 6). Ham petrolün hafif bileşenleri, özellikle benzen ve toluen gibi aromatik hidrokarbonlar suda çözünmektedir fakat ağır bileşenler neredeyse çözünememektedir. Deniz suyunda çözünmüş hidrokarbon yoğunlukları 1 ppm’yi ender olarak aşmaktadır ve çözünme petrolün deniz yüzeyinden kaldırılmasında kayda değer bir katkıda bulunmamaktadır.
Oksitlenme
Hidrokarbonlar oksijen ile tepkimeye girebilir. Bu durum çözünebilir ürünlerinin veya devamlılık gösteren katranların oluşmasına yol açmaktadır. Petrol sızıntısının başlangıcından sonuna kadar etkili olan güneş ışığı oksitlenmeyi artırmaktadır fakat diğer hava etkisiyle aşındırma süreçleriyle karşılaştırılırsa dağılma üzerindeki etkisi fazla olmamaktadır. Yoğun güneş ışığı altında dahi, ince petrol şeritleri sadece yavaş bir şekilde bozulmaktadır ve genel olarak bu oran günde %0,1’den daha azdır.
Çökelme ve Batma
Nehirlerden gelen tatlı suyun deniz suyunun tuzluluğunu ve dolayısıyla özgül ağırlığını azalttığı hafif tuzlu suda, nötr olarak yüzeyde batmadan kalabilen petrol damlacıkları batabilmektedir. Petrol aynı zamanda planktonik organizmalar tarafından yenilebilmektedir ve daha sonra deniz yatağına düşen dışkı taneciklerine dahil olabilmektedir. Aynı zamanda petrol fırtına koşulları boyunca yüksek seviyede asıltı katı madde tarafından çekilebilmekte ve deniz yatağına düşebilmektedir. Benzer bir şekilde, rüzgarın savurduğu kum bazen su yüzeyinde yüzen petrolün üzerine çökelebilmekte ve batmasına yol açabilmektedir.
Çökelme dökülmüş olan petrolün deniz ortamında toplanmasına neden olan uzun vadeli temel süreçlerden birisidir. Hacimli petrolün batması esasen sahil şeridi etkileşiminin bir sonucu olarak sahile yakın bir yerde, sığ sudakinden daha ender bir şekilde gözlemlenir.
Biyolojik Bozunma
Petrol bileşenleri bazı deniz mikroorganizmaları tarafından sindirilebilmektedir. Bu mikroorganizmalar petrolü bir karbon ve enerji kaynağı olarak kullanabilen bakteriler, küfler, mantarlar, tek hücreli algler ve tek hücreli hayvanlardır. Bu gibi organizmalar doğal petrol sızıntısının olduğu alanlarda veya kronik olarak kirletilen kıyı sularında, tipik olarak sanayi boşaltmaları ve arıtılmamış kanalizasyon alan şehir merkezlerine yakın olanlarda bol olmakla birlikte okyanuslar boyunca geniş bir şekilde dağılmaktadır.
Biyolojik bozunma için gerekli olan mikroorganizmalar (Şekil 8) açık denizde küçük sayılarda yer alsalar da petrol mevcut olduğunda hızlı bir şekilde çoğalmaktadırlar ve bu süreç besin ve oksijen yetmezliği ile sınırlandırılmadıkça bozunma devam edecektir. Aynı zamanda, mikroorganizmalar ham petroldeki bileşenlerin çoğunu bozabilmesine rağmen, bazı büyük ve karmaşık moleküller saldırıya karşı dirençlidir ve bu çözünmez artıklar petrole siyah rengini veren bileşikler içermektedir.
Birleştirilmiş İşlemler
Yayılma, buharlaşma, dağılma, sütsüleşme ve çözünme bir kazara dökülmenin ilk aşamaları boyunca en önemli basamaklar olmaktadır. Çökelme ve biyolojik bozunma da petrolün nihai akıbetini tespit eden daha uzun vadeli süreçlerdir. Dağılma ve sütsüleşme süreçleri birbirine rakip süreçlerdir. Dağılma petrolü deniz yüzeyinden kaldırılan sütsüleşme kirletici madde hacminin artmasına ve petrolün mevcudiyetini devam ettirmesine sebep olmaktadır.
