Piia Leskinen Öljyä vedessä

Transkriptio

1 Piia Leskinen Öljyä vedessä

2 Öljyä vedessä 1. Öljyn ominaisuudet ja käyttäytyminen vedessä 2. Veteen joutuneen öljyn vaikutukset eliöstöön

3 Öljyn ominaisuuksista Raakaöljyn koostumus vaihtelee öljyn alkuperän mukaan, se sisältää usein kymmeniätuhansia yhdisteitä Raakaöljyt sisältävät laajan kirjon erilaisia hiilivetyjä jotka vaihtelevat kevyistä ja helposti haihtuvista raskaisiin ja kemiallisesti pysyviin. Raakaöljyn jalostustuotteet (esim. diesel, polttoöljy, bensiini) sisältävät rajoitetumman kirjon hiilivetyjä Useimmat öljyt ja öljytuotteet ovat vettä kevyempiä muodostavat veden pinnalle lautan API-aste: raakaöljyn tiheyden määre American Petroleum Instituten luokituksen mukaan. Mitä korkeampi API-aste on, sitä kevyemmästä raakaöljystä on kyse.

4 Öljyn hiilivedyt n-octane naphtalene Raakaöljyn koostumus (keskimäärin) Hiilivetytyyppi Osuus Alkaaneja 30% Sykloalkaaneja 49% Aromaattisia 15% Asfalteeneja 6% asphaltene

5 Öljyn koostumus määrää sen ominaisuudet Tiheys Helposti haihtuvien komponenttien osuus Viskositeetti Liukoisuus Vaikuttavat oleellisesti öljyn käyttäytymiseen ympäristössä!

6 Öljyntorjunta on ensiapua Öljyntorjuntavalmiutta on kehitetty, mutta öljyntorjuntatoimien onnistuminen riippuu pitkälti sääolosuhteista ja parhaimmillaankin vain pieni osa öljystä saadaan talteen.

7 Öljyn vanhenemisprosessit meriympäristössä (engl. weathering) Kuva: ITOPF

8 Lähde: National Research Council. Oil in the Sea III: Inputs, Fates, and Effects. The National Academies Press, Öljyn "vanhenemisprosessit meriympäristössä Haihtuminen Erilaisten polttoaineiden haihtuminen 15ºC lämpötilassa koeolosuhteissa.

9 Öljyn "vanhenemisprosessit meriympäristössä Emulsion muodostus Raakaöljy muodostaa usein vesi-öljyemulsion, jolloin öljyyn sekoittuu vettä pieninä pisaroina. Emulsion tilavuus voi olla jopa 5x suurempi kuin alkuperäinen öljyn tilavuus. Öljyn viskositeetti voi kasvaa emulsiossa jopa 1000 kertaiseksi Dispersio on emulsion muodostukselle vastakkainen prosessi, jossa pieniä öljypisaroita sekoittuu veteen. Liukeneminen Vain pieni osa öljystä liukenee, mutta liukoisimpia ovat yleensä myös myrkyllisimmät aromaattiset ainesosat

10 Öljyn "vanhenemisprosessit meriympäristössä Hapettuminen valon vaikutuksesta (photo-oxidation) Merkittävä tekijä olosuhteissa, joissa öljy on pinnalla ja aurinkoa on riittävästi. Vajoaminen ja sedimentoituminen Vaikka öljy on yleensä vettä kevyempää, voi osa raskaammista komponenteista vajota Vajoamista ja sedimentoitumista nopeuttavat kiintoainepartikkelit, joihin sitouduttuaan öljy on raskaampaa esim. matalat hiekkarannat..

11 Öljyn "vanhenemisprosessit meriympäristössä Biohajoaminen Merivedessä elää monenlaisia mikrobeja, jotka pystyvät hajottamaan öljyn komponentteja ja käyttämään niitä ravinnoksi Alueilla, joissa on ollut aikaisempaa öljyaltistusta biohajoaminen käynnistyy nopeammin Yleensä yhdenlaiset mikrobit pystyvät hajottamaan yhdentyyppistä hiiliyhdistettä tarvitaan bakteeriyhteisö, jossa on monenlaisia hajottajamikrobeja ennen kuin raskaat hiiliketjut hajoavat kokonaan Biohajoamisen nopeuteen vaikuttavat ainakin lämpötila ja ravinteiden saatavuus Hajoamiseen tarvitaan happea (vettä) hajoamista tapahtuu vain öljy-vesi rajapinnalla, ei öljyfaasin sisällä Öljyn biohajoamista on tutkittu lähinnä valtamerissä, mutta ei Itämeressä, jossa lämpötila, mikrobilajisto ja ravinnepitoisuudet ovat täysin erilaiset.

12 Suomen saaristot ja rannikot ovat erityisen herkkiä Haitallisten aineiden pitoisuudet pysyvät korkeampina, koska vesimäärä on vähäinen veden vaihtuvuus on hidasta alhainen lämpötila ja talvisin jääpeite hidastavat öljyn haihtumista ja hajoamisprosesseja suolaisuus ja lämpötilakerrostuneisuus estävät aineiden sekoittumisen koko vesitilavuuteen. Öljyntorjunta on vaikeampaa saaristossa ja talviolosuhteissa Herkimmiksi on luokiteltu suojaisat matalat lahdet, joissa on kasvillisuutta ja pohjamateriaali sellaista, joka läpäisee ja sitoo öljyä näitä on Saaristomerellä PALJON!

13 Öljyn vaikutukset eliöstöön mekaaniset vaikutukset Öljy kiinnittyy tiukasti pinnoille Lintujen höyhenpeitteen likaantuminen, jonka seurauksena linnut kuolevat useimmiten hukkumalla, nälkiintymällä ja hypotermiaan. Myös lajit, joille turkki on tärkeä lämmönsäätelijä ovat haavoittuvaisia, koska turkin likaantuminen öljyllä voi johtaa eläimen kuolemaan hypotermian tai ylilämpiämisen takia. Öljy voi sotkeutua vesieläinten hengityspintoihin, mikä aiheuttaa tukehtumisvaaran. Öljyn tahraama pohjakasvillisuus puhdistuu yleensä nopeasti, tai on helppo poistaa. Kuitenkin esim. Uhanalaiset meriajokasniityt voivat tuhoutua öljyn vaikutuksesta. Rantavyöhykkeen suurkasvillisuuden kuollessa useiden lajien elinpaikka katoaa. Öljylautta voi varjostamalla haitata planktonlevien kasvua, mikä vaikuttaa ravintoketjun ylempiin tasoihin. Kuva: Metsähallitus 2008

14 Öljyn vaikutukset eliöstöön - myrkyllisyys PAH yhdisteet (pysyviä kerääntyviä, rikastuvia) karsinogeenisia, mutageenisia aineita lisääntymishäiriöitä käytöshäiriöitä benzo(a)pyrene kasvu, kuntoisuus Öljyperäiset hiilivedyt joutuvat eliöihin ravinnon mukana tai rasvaliukoisina yhdisteinä suoraan pintakudoksien läpi. naphtalene

15 Öljyn vaikutukset eliöstöön - myrkyllisyys Kaloilla ja nisäkkäillä öljyn aiheuttamien akuuttien myrkytysten ei ole todettu aiheuttaneen merkittävää kuolleisuutta. Joidenkin kalojen on todettu sopeutuvan ainakin osaan öljyn sisältämistä myrkyistä; aikaisempi subletaali altistus on käynnistänyt hiilivetyjä käsittelevien entsyymien tuoton soluissa benzo(a)pyrene Mutta.. Kutu tuhoutuu, mikäli öljy ajautuu suoraan sen päälle. Kutupaikkojen elpyminen vie kauan, joten vaikutukset kalakantoihin voivat olla pitkäkestoisia. Akuutin kuolleisuuden sijaan öljyt saattavat heikentää eläinten kuntoisuutta niiden kyky pärjätä uuden ympäristöstressitekijän ilmaantuessa heikkenee naphtalene

16 Öljyn vaikutukset eliöstöön vaikutukset ravintoverkossa Pohjaan painuva öljy voi myrkyttää pohjaeliöstön. Pohjaeläinyhteisöjen toipuminen on hidasta: palautuminen vie vähintään viisi vuotta Vaikutukset eläin- ja kasviplanktonissa heijastuvat ylemmille tasoille Monet öljyn sisältämistä myrkyllisistä yhdisteistä rikastuvat ravintoketjussa benzo(a)pyrene Niukkalajinen eläin- ja kasvikunta on erittäin herkkä elinympäristöönsä kohdistuville muutoksille. Valtameriin verrattuna Itämeren ravintoketjut ovat yksinkertaisia. naphtalene

17 Öljyn vaikutukset eliöstöön - yleistä Eliön kehitysvaihe vaikuttaa ratkaisevasti! Öljy sisältää laajan kirjon erilaisia yhdisteitä Laaja vaikutuskirjo! Talvella ja keväällä tapahtuneet öljyonnettomuudet ovat kaikkein tuhoisimpia. Keväällä tapahtunut öljyvahinko heijastuu koko ekosysteemin toimintaan vaikuttaen eliöiden elinympäristöön ja häiritsemällä lisääntymistä. Vuodenajalla on ratkaiseva merkitys!

18 Kiitos!