Petrol türevleri başta olmak üzere, akışkanların depolandığı yeraltı depolama tankları (YDT) gerekli önlemler alınmadığı taktirde insan sağlığını ve çevreyi tehdit edebilmektedirler. Yirmi yıldan daha yaşlı ve korozyon önleyici tesisat ile donatılmamış olan yeraltı depolama tankları en büyük risk grubunu oluşturmaktadırlar. Tankların içine yerleştirildiği tank havuzlarının hatalı projelendirme ve imalatları, tankların dolumu sırasında olası taşma veya kaçağa karşı önlem alınmamış olan dolum noktaları da çevre ve insan sağlığı açısından en az bu eski tanklar kadar risk oluşturmaktadırlar.
Bir yeraltı depolama tankından 1 saniyede 1 damla kadar küçük bir sızıntı, yılda 1500 litre akışkan kimyasalın yeraltına kaçmasına neden olmaktadır. Toprağa karışmış olan akışkan, yeraltı yapısına bağlı olarak bir bulut şeklinde yayılarak yeraltı toprağı veya kayacının boşluklarını doldurur ve yerçekimi etkisiyle daha derinlere doğru hareket eder. Bu hareket yeraltı suyuna ulaştığında, akışkan yeraltı suyuna karışarak onun akış doğrultusunda yayılımını sürdürür. Bu suyun yeryüzüne çıktığı pınarlardan veya yeraltına delinen kuyulardan alınarak kullanılması halinde çevreye ve insan sağlığına gelecek zarar, suya karışmış olan akışkanın içeriğine bağlı olarak değişir. Ancak, yeraltı suyuna karışan 1 litrelik bir petrol türevi akışkanın büyük miktarda yeraltı suyunu kullanılamaz hale getirdiği bilinmektedir. Olası bir kaçağın oluşturacağı yeraltı kirliliği Şekil 1’de şematik olarak gösterilmektedir.
Şekil 1 – Bir akaryakıt istasyonunda meydana gelen yeraltına sızıntı olayının şematik gösterimi. Tanktan sızan sıvı, alttaki toprağı sıvıya doygun hala getirecek, sıvının bir kısmı buharlaşarak topraktan havaya karışacak, ancak büyük bir kısmı yeraltı suyuna ulaşacaktır. Yeraltında suyu içinde çözünen sıvı, daha az yoğun olması nedeniyle yeraltı suyunun üst kısmını kirletecektir.
Kirliliğin kaynağından uzak noktalardaki yeraltı suyunda, suyun kirlendiğine dair belirgin bir koku ve tat alınmasa bile, kirli suyun uzun süreli kullanımı insan sağlığına zarar verebilmektedir. Bu nedenle, kirliliğin yeraltı suyunda nasıl ve ne kadar ve hangi hızla yayıldığının kestirimi önemlidir.
Kirliliğin suya ulaşmasından sonra yayılımını belirleyen etmenler, çekim kuvveti, hidrolik eğim ve suyun içinde bulunduğu ortamın hidrolik geçirgenliğidir. Yeraltı yapısı (kayaç veya toprak katmanlarının doğrultusu, doğrultu açısı, eğim açısı ve eğim yönü, olası faylar, kıvrım eksenleri gibi) ve yeryüzü yükselti yapısı (topoğrafya) biliniyor ise, kirliliğin yayılım doğrultusu kestirilebilir.
Kirliliğin yayılım doğrultusunu kestirmek yeraltı suyunun akışını sağlayan hidrolik eğimin hesaplanması ile mümkündür. Bu hesaplama için saha boyunca yeraltı su seviyesindeki değişimin bilinmesi gerekir. Herhangi bir noktada yeraltı su seviyesinin tespiti için o noktada bir kuyu açılmalı veya çevrede önceden açılmış olan kuyularda yapılacak su seviyesi ölçümleri kullanılmalıdır.
Öte yandan, kirliliğin hangi hızla yayıldığının hesaplanabilmesi için, ortamın hidrolik geçirgenliğinin tespit edilmesi gerekir. Hidrolik geçirgenlik sahadan delinecek kuyularda matkapla kesilerek alınmış kayaç veya toprak örnekleri (karotlar) üzerinde laboratuarda yapılan akış deneyleri ile tespit edilmektedir. Bununla birlikte, delinmiş su kuyularında yapılacak bazı akış denemeleri ile de gerçekçi bir kestirimde bulunulabilir.
Akışkanın yol açtığı kirliliğin yayılımı, hidrolik eğimin alt doğrultusunda (eğim aşağı) olacaktır. Kirliliğin yayılım hızı izleyen denklem ile verilmektedir.
Burada “V” yayılım hızını, “K” hidrolik geçirgenliği, “i” ise hidrolik eğimi simgeler.
Şekil 2’de şematik gösterilen bir kimyasal depolama alanında (yoğunluğu sudan daha az olan) tehlikeli bir sıvının yeraltı suyuna ulaştığı delinen bir kuyu ile tespit edilmiş olup, yeraltı su seviyesinin deniz seviyesinden 38 metre yukarıda olduğu ölçülmüştür. Yeraltı kayaç yapısının oldukça küçük bu alan içinde aynı (homojen) olduğu gözlenmiş, kuyunun delinmesi sırasında kesilerek alınan kayaç örnekleri (karotlar) üzerinde yapılan laboratuar deneylerinde hidrolik geçirgenliğin 0.00001 m/sn olduğu belirlenmiştir. Bu durumda, kimyasal sızıntısının depolama alanının 90 metre uzağında ve deniz seviyesinden 20 metre yukarıda olduğu bilinen dereye sızıntının ne kadar sürede ulaşacağı izleyen yoldan hesaplanabilir.
Şekil 2 – Elips ile gösterilen alan sızıntının olduğu alanı göstermektedir.
Öncelikle hidrolik eğim hesaplanmalıdır. Hidrolik eğim, iki noktada belirlenmiş yeraltı su seviyelerinin arasındaki farkın, bu iki nokta arasında yatay yönde olan uzaklığa bölümü ile elde edilir.
0.000002 metre/saniye = 0.00012 metre/dakika = 0.0072 metre/saat = 0.1728 metre/gün olacaktır.
Yatay yönde kuyu ile dere arası 90 metre ve yükseklik farkları 18 metre olduğundan eğik düzlemde iki nokta arasındaki uzaklık
Pek tabii ki bu süre içerisinde önlem alınarak kirliliğin dereye ulaşması önlenebilir.
