Supplement 2.15: Visueel uitzicht van olie op het wateroppervlak

In de tijd dat teledetectie-instrumenten nog niet beschikbaar waren voor maritiem toezicht, was visuele inspectie het enige middel om vervuilende stoffen te identificeren op zee. In geval van opzettelijke olielozingen en, nog belangrijker, na accidentele lozingen van grote oliehoeveelheden, werd de hoeveelheid olie en de verspreiding ervan op het wateroppervlak geschat door middel van visuele waarneming.

Zoals vermeld op pagina 3 van dit hoofdstuk breidt een verse olievlek zich snel uit over het wateroppervlak. Daardoor verdwijnen dikkere delen van een vlek binnen een paar uur, waardoor opruimingswerkzaamheden met oliebestrijdende schepen zeer inefficiënt of zelfs onmogelijk worden. Het is daarom van het allergrootste belang om binnen de kortst mogelijke tijd informatie te krijgen over de verdeling van de oliedikte.

De kleur van water bij aanwezigheid van olie

Een visuele inschatting van de dikte van de vlek komt van de kleur van de olie die op het wateroppervlak drijft. Dit is geen gemakkelijke taak: zelfs bij goed daglicht heeft een olievlekexpert aan boord van een oliebestrijdingsschip een zeer beperkte gezichtslijn. Daarom is het nogal moeilijk om de karakteristieken van het zeeoppervlak waar te nemen over een afstand van meer dan honderd meter. Dit gaat veel gemakkelijker wanneer men boven een olievlek vliegt en naar beneden kijkt, zoals je kunt zien in onderstaand beeld.

Deel van een olievlek van 50 ^m zware stookolie, genomen met een "nadir-kijkende" fotocamera op 200 m vlieghoogte. Grootte van het beeld op de grond is 370 m x 250 m.

Op deze foto kan men zien dat olie zich niet homogeen over het wateroppervlak verspreidt. Er zijn plekken met een diepbruine kleur. Er zijn ook plekken met een zilverachtige glans en ook een paar plekken waar het zeeoppervlak bijna olievrij lijkt.

Hoe kunnen we deze verscheidenheid aan kleuren verklaren? Zware stookolie die voor de scheepvaart gebruikt wordt, is een diepbruin olietype. Daarom kunnen we ervan uitgaan dat de donkerbruine plekken op de foto overeenkomen met de dikste delen van de vlek, met een laagdikte variërend van millimeters tot centimeters. Deze plekken zijn de bron van olieverbindingen die zich snel over het wateroppervlak verspreiden en films van enkele micrometers dik produceren.

Daglicht wordt in deze dunne films minder geabsorbeerd dan in de dikkere lagen. Dunne films zijn daarom in of meer doorschijnend. Tegelijkertijd neemt de weerkaatsing van het daglicht toe. De reflectiviteit (of stralingsintensiteit) R van een stof is nauw verbonden met de brekingsindex n ervan, d.w.z. een hogere brekingsindex geeft aanleiding tot een hogere reflectiviteit. De vergelijking voor reflectiviteit van licht, dat verticaal op een vloeistof (water of olie) schijnt, is:

R = \frac{{(n_{lucht} - n_{vloeistof})}^{2}}{{(n_{lucht} + n_{vloeistof})}^{2}}

De brekingsindex van lucht ligt dicht bij 1. Voor proper water is de brekingsindex n_water=1,33 en dus R_water=0,02 of 2% van het invallend licht wordt terug naar de lucht weerkaatst. Uit noil=1,5 voor olie volgt R_oil=0,04 of 4%. Dus de reflectiviteit van olie is twee maal groter dan die van water. Dit verklaart de zilverachtige glans van dunne oliefilms in vergelijking met het omringende olievrije water.

Ervaren operatoren gebruiken de volgende tabel om de dikte van een olievlek te schatten aan de hand van de kleur van het zeeoppervlak:

zilver	0.1 μm (of: 0.0001 mm)
regenboogkleuren	1 μm (of: 0.001 mm)
bruin tot zwart	meer dan 0.1 mm

Biogene slikken

Niet alle slikken, die je op het wateroppervlak kunt zien, komen van minerale olie. In feite kun je bij rustige wind op bijna elk natuurlijk wateroppervlak slikken vinden. Een voorbeeld is te zien op onderstaande foto.

Slikken op het wateroppervlak afkomstig van afscheidingen van algen.

Deze natuurlijke slikken worden voortgebracht door algen die stoffen afscheiden die niet in het water oplossen. Daarom veroorzaken deze stoffen oppervlaktefilms die nauwelijks te onderscheiden zijn van minerale olieslikken. De laagdikte van natuurlijke films is vaak in de orde van grootte van slechts één molecule. Daarom worden ze monomoleculaire slikken genoemd!

Ondanks deze fijne filmdikte weerkaatsen natuurlijke slikken het daglicht beter dan olievrij water, wat de goede zichtbaarheid ervan verklaart.