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Abstract

The results of a laboratory wind-wave tank study are reported in which the rate of mass transfer of a tracer (phenol) from a synthetic oil slick to the underlying water was measured at wind speeds from 0 to 9 m/s. Estimates were made of the mass transfer coefficients in the oil and water phases at the oil-water interface. The results indicate that the rate of hydrocarbon dissolution from a slick is controlled by the water phase mass transfer coefficient which is usually less than 1 cm/h. Whereas mass transfer coefficients at air-water interfaces show a marked increase at wind speeds of approximately 3 m/s due to wave formation, when oil is present its damping effect delays this transition to approximately 7 m/s. It can be inferred that (i) dissolution is considerably slower than evaporation for reasonably volatile compounds, (ii) dissolution will have a negligible effect on slick composition, (iii) the concentrations of soluble hydrocarbons established in the water column under the slick by direct dissolution are small and unlikely to result in significant toxicity, and (iv) that the dominant mechanism of transfer of soluble hydrocarbons into the water column is probably from dissolution of dispersed oil particles.

On présente les résultats d'une étude faite en soufflerie, pour créer des vagues à la surface d'un réservoir. Dans cette étude, on a mesuré la vitesse du transfert de masse entre une nappe d'huile synthétique et l'eau sous-jacente au moyen d'un traceur (phénol), à des vitesses de vent comprises entre 0 et 9 m/s. On estime les coefficients de transfert de masse dans les deux phases et à l'interface huile-eau. Les résultats obtenus indiquent que le coefficient de transfert de masse en phase aqueuse (qui est ordinairement inférieur à 1 centimétre par heure) contrôle la vitesse de dissolution des hydrocarbures de la nappe d'huile. Le coefficient de transfert de masse à l'interface air-eau manifeste un accroissement prononcé pour des vitesses de vent d'environ 3 m/s. Cependant, en présence d'huile, l'effet d'amortissement retarde la transition à approximativement 7 m/s. On peut faire les déductions suivantes: a) la dissolution est bien plus lente que l'évaporation dans le cas des composés raisonnablement volatils; (b) la dissolution a un effet négligeable sur la composition de la nappe d'huile; (c) les concentrations des hydrocarbures solubles, que la dissolution directe a transférés à la colonne d'eau sous la nappe d'huile, sont faibles et ne sont pas susceptibles de produire une toxicité importante; (b) le principal mécanisme de transfert des hydrocarbures solubles à la colonne d'eau est probablement celui de la dissolution de particules d'huile dispersées.