Ergänzung 2.5: Verwitterung von Öl an der Wasseroberfläche (3/4)
- Physikalische Prozesse -

6. Emulsionsbildung

Bei mäßig stürmischer bis rauer See nehmen die meisten Öle Wassertröpfchen auf und bilden sog. Wasser-in-Öl-Emulsionen. Diese Emulsionsbildung findet unter dem Einfluss turbulenten Wellenschlags an der Wasseroberfläche statt. Dabei werden die Eigenschaften und das Verhalten des ausgetretenen Öls wesentlich verändert.

Durch die Absorption von Wasser kann sich das Volumen des Schadstoffes bis um das Vierfache seines Ausgangsvolumens erhöhen. Die Bewegung des Öls durch die Wellen führt dazu, dass die im Öl aufgenommenen Wassertröpfchen immer kleiner werden. Infolgedessen wird die Emulsion im Laufe der Zeit immer stabiler und zähflüssiger, d.h. die Viskosität nimmt zu. Diese Erhöhung der Viskosität kann ursprünglich flüssiges Benzin in ein halb festes Material umwandeln. Emulgiertes Öl kann nicht wieder dispergiert werden.

Lösung von Motoröl in Wasser. In der linken Flasche schwimmt das Öl auf dem Wasser. Nach etwa fünfminütigem Schütteln hat sich eine Emulsion gebildet. Achten Sie auf die Erhöhung des Volumens in der rechten Flasche.
Experiment und Foto: Matthias Zech

Je mehr Wasser absorbiert wird, desto stärker nähert sich die Dichte der Emulsion derjenigen der Meerwassers an. Stabile Emulsionen können 70 bis 80% Wasser enthalten, wodurch sich ihr Volumen auf das Drei- bis Vierfache des Ausgangsvolumens des ausgetretenen Öls vergrößern kann (Quelle: Ocean Studies Board and Marine Board: 90). Sie sind oft halb fest und weisen eine kräftige rötlichbraune, orange oder gelbe Farbe auf. Sie sind höchst beständig und können für eine unbegrenzt lange Zeit emulgiert bleiben. Weniger stabile Emulsionen können sich wieder in Öl und Wasser auftrennen, wenn sie unter ruhigen Bedingungen durch Sonnenlicht erwärmt werden oder wenn sie an die Küste gespült worden sind.

Die Bildung von Wasser-in-Öl-Emulsionen senkt die Geschwindigkeit, mit der andere Verwitterungsprozesse ablaufen und stellt somit den Hauptgrund dafür dar, dass leichte und mittelschwere Erdöle an der Meeresoberfläche verbleiben. Emulsionen bilden sich jedoch nicht immer. Aufgrund viskoser Kräfte kann Wasser von Öl aufgenommen werden, ohne dass dabei eine Emulsion entsteht.

Ölschlamm im Meer

Emulgiertes Öl ('Ölschlamm')
Foto: ITOPF

Teerklumpen am Strand

Der Ölschlamm unterliegt physikalischen und chemischen Veränderungen. Nach mehreren Wochen oder Monaten bilden sich aus den Resten des Ölschlammes Teerklumpen, die letztendlich an Stränden gefunden werden können. Teerklumpen bestehen normalerweise aus einer festen äußeren Kruste aus oxidiertem Öl und Sedimentpartikeln, die ein weicheres, weniger stark verwitteretes Material umgibt (ITOPF 2002).

Teerklumpen an einem Strand.
Foto: Regierung Westaustraliens, Abteilung für Planung und Infrastruktur

Frage: Warum ist das Volumen des Schadstoffes, das insgesamt nach einem Ölunglück enfernt werden muss, oft höher als das Ausgangsvolumen des ausgetretenen Öls?