3. A SZENNYEZŐDÉSEK FELTÁRÁSA, LEHATÁROLÁSA, MINTAVÉTELI ÉS VIZSGÁLATI MÓDSZEREK

TALAJVÉDELEM TALAJVÉDELEM – 3. előadás 3. A SZENNYEZŐDÉSEK FELTÁRÁSA, LEHATÁROLÁSA, MINTAVÉTELI ÉS VIZSGÁLATI MÓDSZEREK 3.1 A szennyeződések feltárása, lehatárolása a földtani közegben 3.2 Mintavételi elvek, mintavételi módszerek 3.3 A minták vizsgálata (fizikai, kémiai vizsgálati szempontok) 3.4 A vizsgálati eredmények értelmezése, megjelenítése

A SZENNYEZŐDÉSE FELTÁRÁSÁNÁL KIINDULÓPONTUNK A SZENNYEZŐDÉSI FOLYAMAT ÁLTALÁNOSÍTÁSA:  szennyezőanyag kikerülése a környezetbe  transzport, a szennyezőanyag terjedése a környezeti elemekben  immisszió (a szennyezőanyag koncentrációja a környezeti elemekben) Ez utóbbi két tényezőt vizsgáljuk a mintázásnál.

KÁRESEMÉNY ► KÁRFELMÉRÉS ► DÖNTÉSEK ► KÁRMENTESÍTÉS

Mit lehet tenni, ha kiderül, hogy a talaj (talajvíz) szennyezett? Be kell jelenteni a hatóságnak, amely helyszíni szemle alapján dönt a továbbiakról. A szennyeződés folyamata és hatásának megszüntetése: A szennyezőanyag környezetbe kerülése. 

Vizsgálat indítása, feladatmegszabás.

A szennyezőanyag mozgása, terjedése a környezeti elemekben. 

Veszély-meghatározás, tényfeltárás (környezeti állapotfelmérés), javaslatok. Ha szükséges műszaki beavatkozás tervezése.

A környezeti kár megszüntetése. 

Ha szükséges műszaki beavatkozás (kármentesítés), és ellenőrző mérések végzése (monitoring).

A földtani közeg szennyeződése ritkán jár csak a talaj szennyeződésével, általában a szennyező anyagok elérik és szennyezik a talajvizeket (esetleg a mélyebb felszínalatti vizeket) is, ezért elválaszthatatlan a két környezeti elem együttes vizsgálata, kezelése. A szennyezett területeket a környezetre gyakorolt tényleges / potenciális veszélyük alapján rangsorolják. A szennyeződött terület megismerésére, feltárására azért van szükség, hogy a megfelelő döntéseket meg lehessen hozni és rangsorolni lehessen a feladatokat.

A SZENNYEZŐDÉSEK FELTÁRÁSA, LEHATÁROLÁSA, MINTAVÉTELI ÉS VIZSGÁLATI MÓDSZEREK Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.

1

TALAJVÉDELEM

A beavatkozási esetek összehasonlítási, rangsorolási kritériumai:  A szennyező, mérgező anyagok térbeli alakjának és koncentráció eloszlásának mértéke, nagysága. A mértékét és a lehetséges következményeket fel kell becsülni (feltárások).  A helyi körülmények ismerete, megismerése. A különböző szennyező anyagoknak a környezetre és a lakosságra kiható következményei felmérése.  A környezet (talajok, vizek) használata és szerepe a közösség életében. A kitettség és a területhasználat ismerete alapján becsléssel előre tervezhető a negatív hatások jellege és nagysága (veszélyeztető potenciál – a veszély mértéke). A veszélyeztető potenciál vizsgálatakor, megállapításakor a felsoroltakat figyelembe kell venni, általános séma azonban itt sem adható, hiszen minden egyes szennyezett vagy "gyanús" terület egyedi eset, ami egyedi elbírálást kíván. A veszélyeztető potenciál vizsgálata:  A lerakott, ill. a bejutott/kijutott anyagok mennyisége, minősége és hatása (anyag specifikus tulajdonságok). 

A szennyező anyagok tulajdonságainak megítélésekor figyelembe kell venni a környezeti elemekbe való kijutás és szétterjedés hatását. A fizikai tulajdonságok: szerkezet, halmazállapot, sűrűség, gőznyomás, konzisztencia, szorpcióképesség, oldhatóság, gyulladási hőmérséklet, mobilitás, kilúgozhatóság, keveredő képesség stb. A kémiai tulajdonságok: reakcióképesség, stabilitás, komplexképződési hajlam, kémiai és biológiai lebomlási hajlam, perzisztencia, metabolit képződés stb. Toxikológiai és higiéniai tulajdonságok: humán toxikus hatások, beleértve a rákkeltő hatást, organoleptikus és ökotoxikus hatást, antagonizmust és szinergizmust, a bioakkumulációs hajlamot, perzisztenciát stb. A tényleges veszély, amit egy szennyezett terület jelent egyrészt a kimutatott és felderített szennyező anyagok minőségétől és mennyiségétől, másrészt az ökotoxikológiai helyzettől függ, amit a szennyező anyag kémiai jellege, oldhatósága és párolgóképessége, a növényi, állati szervezetbe (táplálékláncba) való bejutás lehetősége, az emberi szervezetre gyakorolt hatása és feldolgozhatósága, a szennyező anyagok közötti kölcsönhatások és lehetséges reakciók, a talajadottságok és a földtani közeg, a terület és a környező tér hasznosítása, valamint a felszín alatti és a felszíni vizek kapcsolata stb. jellemez. KÖRNYEZETSZENNYEZŐDÉS ESETÉN AZ ELSŐDLEGES FELADATOK: A tulajdonos, és a tervező feladatai A szennyeződés, a káresemény, rendkívüli környezetszennyeződés bejelentése.

1.) A tényfeltárás megtervezése 2.) Előkészítő munkák, tényfeltárás: 2.1 Felderítés – előminősítés 2.2 Kárfelmérés (tényfeltárás), részletező felmérés 2.3 Tényfeltárási zárójelentés elkészítése

A hatóság feladatai engedélyek *Helyszíni szemle *Határozat a tényfeltárási munkálatokról *Rendkívüli munkálatok elrendelése (szükség esetén) *A tényfeltárási terv jóváhagyása *A tényfeltárási zárójelentés elfogadása *Határozat a műszaki beavatkozás szükségességéről


2

TALAJVÉDELEM

3. A SZENNYEZŐDÉSEK FELTÁRÁSA, LEHATÁROLÁSA, MINTAVÉTELI ÉS VIZSGÁLATI MÓDSZEREK

A FELMÉRÉS, A KUTATÁS ALAPELVEI Az egyes kutatási – megismerési elvek ellentmondásban vannak, ennek feloldása a kutatási terv, amelynek részei: feltárás – észlelés mérés – mintavétel – értékelés A kutatás telepítési rendszerének elemei: -mintavételi helyek (x-y-z koordináták) -minták száma -vizsgálati időtartam Célszerüségi okok miatt együtt érdemes végezni a földtani – geotechnikai és a szennyezőanyag megismerésére végzett mintavételezést.

3.1 A szennyeződések feltárása, lehatárolása a földtani közegben A szennyezőanyag inhomogén felépítésű környezetben terjed. Mozgásának vizsgálatához meg kell ismerni a terjedési közeget és annak elemeit, valamint a szennyezőanyagot és az adott közegbeli tulajdonságait. Ez a megismerési folyamat helyszíni mérések, mintavételek és laboratóriumi vizsgálatok sorozatára épül. A szennyeződés megismerésének és lehatárolásának fontos állomása a mintavétel megtervezése, azaz honnan és hogyan vegyük a mintákat, hogyan vizsgáljuk meg azokat. A szennyeződések feltárásra azért kell nagy figyelmet fordítani, mert a káresemény felszámolásához tartozó, úgynevezett műszaki beavatkozáshoz kapcsolódó tervezés legfontosabb adatait szolgáltatja:  az áramlási közeg fizikai jellemzőit  a szennyezőanyag tulajdonságait, illetve a koncentráció eloszlását határozza meg  a szennyezőanyag mozgását tárja fel inhomogén közegben  a geotechnikai, műszaki mellékcélokhoz szolgáltat adatokat. Ha ezek az adatok bizonytalansággal rendelkeznek, akkor a kármentesítés tervezése, a mentesítő műtárgyak helye, a mentesítés hatásfoka is átörökli (különböző mértékben) a bizonytalanságokat. A környezet feltárási munkák részfolyamatai (az információk):  Előzetes ismeretek beszerzése a terület előéletéről, mi történt?  A környezet állapota, műtárgyak, infrastruktúra elemeinek helye, akadályok (felszíni, felszín alatti)  Hol, miből, milyen közegből vegyünk mintát?  Milyen eszközökkel, gépi berendezéssek vegyük a mintákat?  Milyen fizikai, kémiai komponenseket vizsgáltassunk (miért ezeket) ?  Mennyibe fog kerülni? A SZENNYEZŐDÉSEK FELTÁRÁSA, LEHATÁROLÁSA, MINTAVÉTELI ÉS VIZSGÁLATI MÓDSZEREK Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.

3

TALAJVÉDELEM 3.1.1 A tényfeltárás tervezési szempontjai: A vizsgálatoknak ki kell terjedniük a következő jellemzők meghatározására:  A vízvezető, vízzáró horizontok térbeli helyzetére.  Az egyes rétegek kőzetfizikai jellemzőire: áteresztőképessége, egyéb fizikai tulajdonságai a talajvíz, rétegvíz térbeli helyzete a talajvíz- és rétegvíz áramlási iránya a vízháztartási jellemzők (csapadék, beszivárgás, párolgás, tározódás, elfolyás, hozzáfolyás).  A területen az egyes rétegek hidraulikai kapcsolata-, a talajvíz - rétegvíz járása; a talajvíz, rétegvíz kémiai összetétele.  A szennyezőanyag kémiai, fizikai-kémiai, toxikológiai (veszélyességi) tulajdonságaira, amelyekkel az esetleges környezetszennyezésből származó veszélyek értékelhetők.  A szennyezőanyag térbeli helyzetére, a szennyezett közegek mennyisége, a szennyezőanyag mennyisége (fázisonként: gáz – oldott folyadék - szilárd állapot). Mindezt mintavételi tervezésnek és feltárásnak, mintázásnak nevezzük. A feltárások célja a vizsgálat tárgyát képező földtani közeg egy térrésze tetszőleges pontjára vonatkoztatott tulajdonság- és sűrűségmező aktuális értékének – egy előre meghatározott – hibával és valószínűséggel (megbízhatósággal) történő meghatározása. A kutatás tervezése minden kutatási fázisban más ismeretségi szintet és más módszert kíván. A tervezést az egyes kutatások által teljesítendő feladat és cél határozza meg. A kutatások során a kívánt célt többféle módszer együttes (közvetlen és közvetett mintavételi eljárások kombinálása, feltárási komplexum) alkalmazásával érhetjük el. Az egyes feltárási kutatási módszerek által szolgáltatott információk amellett, hogy különböző megbízhatóságúak, vonatkozhatnak:  pontra (pl. szennyezett zóna vastagságára egy x-y pontban)  vonalra (pl. felszíni geofizikai szelvény)  térfogatra (pl. adott hosszúságú magminta jellemzői)  területre (pl. fotogeológiai, vagy más légi felvétel) Mindig fontos feladat a kutatás gyorsítása, ennek módjai egyrészt a kutatási mozzanatok (tervezés, feltárások kivitelezése, kiértékelés) időtartamának abszolút és átfedésekkel történő rövidítése, másrészt a kutatási fázisok közötti szünetek leszűkítése. A KUTATÁS TERVEZÉSE: Általában kevés számú megfigyelési minta áll a rendelkezésünkre a szennyezett területek jellemzésére, legtöbbször ennek anyagi megfontolások az okai, ezért fontos dolog a kutatás és a feltárási rendszer megtervezése. A potenciális, illetve bizonyosan szennyezett terület környezetében a földtani, vízföldtani felépítést addig a horizontális és mélységi kiterjedésig kell tisztázni, ameddig a belőle kilépő szennyezőanyag hatással van, vagy lehet a környezeti elemekre. Ez azt jelenti, hogy a környezetföldtani információ nagyobb térrészről legyen ismeretes, mint a terület szennyeződésének mértéke. A SZENNYEZŐDÉSEK FELTÁRÁSA, LEHATÁROLÁSA, MINTAVÉTELI ÉS VIZSGÁLATI MÓDSZEREK Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.

4

TALAJVÉDELEM

A környezetföldtani és kárfelmérési kutatás alapelvei: Az elvek A teljesség elve

A fokozatosság elve

Az egyenletes megismerés elve

Az optimális hatékonyság elve Az optimális kockázat elve

A kutatási tervezés elve

Állapota szerint

Tartalma Térbeli teljesség  a vizsgált képződményre Mennyiségi – minőségi jellemzők teljessége A mellékcélok teljes megoldása Fokozatos megismerés módszere Kutatási fázisok (I-II-III) + a gazdaságosság elvének érvényesítése Többé-kevésbé egyenletes pontosság A fázisnak megfelelő részletesség Egyenértékű információt adó, környezetvédelmi és földtani alapon kijelölt kutatási hálózat alapján Összehasonlítható eredményeket adó módszerek alkalmazása Legkisebb idő, energia, munka (eszköz, élőmunka) és költség ráfordítása Egy optimálishoz közelítő, minimális szintre szorított kutatási kockázat (ismeretességi szint) Ismeretek csoportosítása + gazdasági terv A munkák kivitelezésének megtervezése (terep – laboratórium – iroda, közlekedés) Anyagi – technikai erők biztosítása Munkavédelem, biztonságtechnika Nem abszolút A tudományos ismeretek és a kutatási technológia színvonalától függ.

A KUTATÁSI ADATOK INFORMÁCIÓ TARTALMA: A szennyeződés feltárási, és kármentesítés tervezési feladatának megoldásához hozzátartozik az adatok statisztikai paraméterei (jellemző) számhalmaza, amely leírja, hogy: =a szennyezőanyag koncentráció eloszlásának =a nem – szennyezett és szennyezett terület határvonalának =a szennyezett rész térfogatának, tömegének milyen az ismeretességi foka (mennyire bizonytalanok azok). Az környezeti szennyeződés feltárási - mintavételi feladata (az adatmező tulajdonságai miatt, mert átlaggal és szórással jellemezhető) csak matematikai statisztikai és valószínűség számítási eljárások (geo-statisztikai összefüggések) felhasználásával tervezhető meg. Ezeket a matematikai eljárásokat a fúrás telepítések irányításához és a mintavételezés adatainak értelmezéséhez is felhasználjuk. Nyújt-e az új feltárási pont többlet információt az adott szennyeződés eloszlásáról? Erre kapunk választ a statisztikus információmennyiségek vizsgálatával.


5

TALAJVÉDELEM A szennyezett területek kutatásakor a kutatás egymást követő fázisaiban egyre növekvő információmennyiségekkel rendelkezünk. A kutatásnak minden esetben a legváltozékonyabb jellemzők (paraméterek) közül a legjellemzőbb (domináns) paraméterre kell irányulnia. 3.1.2 Kutatási fázisok: A TÉNYFELTÁRÁS, A KUTATÁS FÁZISAI:  

előzetes (felderítő) fázis részletes fázis (+lezárás, lehatárolás)

Az előzetes kutatási fázisban a vizsgálatokat alapvetően a szennyezett területről és a lerakóból kijutó emissziók és azok koncentrációinak meghatározására kell végezni. A kutatási stratégia nyilvánvalóan attól függ, hogy milyen előzetes információink vannak a területről, ill. a terület korábbi hasznosításáról. Amennyiben konkrét szennyezésről van szó, valamivel könnyebb a dolgunk, mert ekkor a vizsgálatokat célirányosan végezhetjük. Amikor csak a szennyeződés gyanúja merül fel, akkor a releváns anyagok vizsgálatával tájékozódhatunk, és ismereteinket fokozatosan finomíthatjuk. Az előzetes kutatási fázis befejeztével arra kell tudnunk választ adni, hogy:  A nem szennyezett, de szennyezés gyanús területen megengedhető-e a további tevékenység, ill. a terület hasznosítása, a környezetre gyakorolt jelentéktelen szennyező hatás esetén további hosszabb idejű megfigyelés szükséges-e?  Fel kell-e számolni a gyanús területet?  A bizonyítottan található tó toxikus anyagokat, szükség van-e további vizsgálatokra? A végső megítélés szempontjából, szükség van-e azonnali beavatkozásra (pl. az emberi élet veszélyeztetettsége miatt)? A részletes kutatási fázis célja a mennyiségi jellemzés, amelynek elemei a szennyező anyagok minőségének, mennyiségének, ill. a koncentrációértékeknek a meghatározása; a szennyezett terület pontos térbeli lehatárolása és a környező terület szennyeződésmentességének az igazolása. A részletes fázis befejezése után már nem maradhat megválaszolatlan nyitott kérdés sem a földtani, vízföldtani viszonyokat, sem pedig a szennyező anyag minőségét és mennyiségét illetően. A fentiek ismeretében meg kell tudnunk határozni a lehetséges szennyeződésterjedési utakat és azoknak az emberre gyakorolt veszélyeztető hatását.


6

TALAJVÉDELEM

KUTATÁSI Felderítő fázis FÁZIS KUTATÁSI Van TERV 95 % valószínűségi szinten a szennyező 30-60 anyag mennyiségének szórása (%) 95 % valószínűségi szinten (10-30) a szennyező 30-50 anyag ismeretességi foka (%) TARTALMA A „forró” zónák körzeteinek megállapítása, döntés a merre tovább, hol és mennyire sűrítsünk + irodalmi adatok beszerzése.

Részletező fázis

Lehatároló fázis

Van

Módosított

20-30

(10) 10-20

50-70

70-90 (90)

A szennyeződés eloszlásának pontosabb megismerése, sűrítő feltárások. Elképzelések a peremvonal helyére.

A terület igény, és előírások szerinti lehatárolása. A peremvonal lezárása.

KUTATÁSNÁL A FELTÁRÁSI, MINTAVÉTELI HELYEK LEGFONTOSABB JELLEMZŐI: a jellemző helyű (reprezentatív) minta a mintavétel jellemezze a szennyeződés változékonyságát a szükséges (optimális) mintaszám a mintavételi eljárás határolja le a szennyeződést az adatok alapján ki lehessen számolni a szennyezett tér mennyiségi mutatatóit

A KÖVETKEZŐ STATISZTIKAI JELLEMZŐKET VIZSGÁLJÁK ÁLTALÁBAN A SZENNYEZŐDÉS JELLEMZÉSÉRE:    

Terjedelem Átlag Az empirikus szórás, szórásnégyzet Relatív szórás

(T= R= max-min) (m) (s), (s2) (V= s/m)


7

TALAJVÉDELEM 3.1.3 A szennyező paraméter változékonyságának leírása: A VÁLTOZÉKONYSÁG LEÍRÁSÁRA HASZNÁLT FORMULÁK: -Nyitott görbe esetén: (3-1) U= Ktény/Kelm Ktény a vizsgált görbe hossza Kelm a kiegyenlítő egyenes hossza -Zárt görbe esetén: (3-2) Uker= 1- (Lo/L) = 1- (3,54*So) S a vizsgált görbe területe So a vizsgált területtel azonos nagyságú kör, S=So Lo a kör kerülete, Lo= 2*(*So) -Felületnél: (3-3) Uter= (F/S) –1 F a vizsgált felület nagysága S a felület vetületének területe -Felület jellemzése szelvényekkel: Egymásra merőleges n számú szelvény szelvénymenti változékonyságának öszegzésével kapjuk. (3-4) Uter=(Ui*Li) / (Li) Ui a szelvények változékonyságai Li a szelvények hossza

A SZENNYEZŐ KOMPONENSEK VÁLTOZÉKONYSÁGA: -A földtani és a műszaki okoktól származó szabályos változásból. -A helyi hatásokat tükröző szabálytalan változásból. -A szabályos és szabálytalan változékonyság szétválasztására számítógépes eljárás szolgál, ahol a vizsgált paraméter felületre kiegyenlítő síkot vagy trend felületet illesztenek és a két felület statisztikai jellemzői összehasonlítása útján kapják meg az eredményt. -A szabálytalan változékonyságot az eredeti és a trendfelületek különbsége adja. A SZENNYEZŐ ANYAGOK VÁLTOZÉKONYSÁGÁNAK LEÍRÁSA: -Intenzitását számszerű jellemzőkkel (szórás, variációs tényező stb.), statisztikai paraméterekkel. -Jellegét pedig izo-vonalas térképekkel vagy szelvényekkel szemléltethetjük. A jelleget a vonalak lefutása, rajzolata (egyenletessége, sűrűsödési helyek, vonalak stb.) adja.

3.1.4 A feltárási rendszer optimális méretének meghatározása: Az egyes szennyező anyagkomponensek változékonysága nagymértékben megszabja a szennyező forrás feltárásának és lehatárolásának módját, módszerét. Ebben a részben az a legfontosabb kérdés, hogy milyen rendszerben és hány helyen célszerű elhelyezni a mintavételi pontokat. A feltáró rendszer optimális méretének (vízszintes és mélységi értelemben, darabszám) meghatározása.

A tapasztalatok szerint egy jellemző átlagértékének szórása, vagy az átlagérték relatívszórása és a feltáró fúrások száma között hiperbolikus jellegű regressziós kapcsolat van.

A szennyező anyagok koncentráció eloszlása.

Empirikus eloszlás függvényekkel, statisztikai jelzőszámokkal írhatjuk le.

A szennyeződés eloszlására jellemző paraméter (átlag, relatív szórás, a jellemző szennyező anyag mennyiség relatív szórása) és az optimális mintavételi, feltárási szám (n).


8

TALAJVÉDELEM AZ OPTIMÁLIS KUTATÁSI MÉRETEK MEGHATÁROZÁSA KÜLÖNBÖZŐ TELEPÍTÉSI RENDSZEREKNÉL: A kritikus szennyezettségű részek megtalálása: a) A kritikus szennyezettségű részek felülnézetben kör vagy ellipszis alakúak általában. b) A kritikusnak megadott szennyezettségi szint jól definiálható (valamilyen határérték). c) A mintavételi pontok kiterjedése (felülete) általában elhanyagolható a megmintázandó felülethez képest. Egyéb információk: d) A szennyezett foltok száma (biztos – bizonytalan). e) A foltok alakja a kiindulás szerint ellipszis vagy hasonló f) ES (alaktényező)= S/L = kistengely/nagytengely. g) Annak a szennyezett résznek a mérete, amelyet egy adott valószínűséggel [] (statisztikai biztonsággal) kell megtalálni. A méretet a fenti féltengely-hosszakkal jellemezzük. h) A tévedés valószínűsége [= 1-], amely eséllyel elvetjük a keresett szennyezett részt, ennek megválasztása szubjektív, általában 5-20%. i) A mintavételi hálózat megválasztása, rácsállandó mérete (S, T), a hálózat alakja: négyzet (S-él), téglalap, egyenlő oldalú háromszög (T-él), szabálytalan alakú. Mintavételi hálózatok tervezése: a szennyeződés területe (A), a forró pont területe (As) az ellipszis nagytengelye (L), L= SQRT[A/(*ES)]; S= SQRT[A/(*L)] kistengelye (S) ES= S/L; Ess= 0,5 (felvett) alaktényező (ES), a forró pont alaktényezője ESs Gx= L/(L/G), ahol L/Gx= 0,78 hálóméret1, X-irányban (Gx) háromszög-hálózatnál hálóméret2, Y-irányban (Gy) Gy= 0,866*Gx; egyenlő oldalú -nél háromszög-hálózatnál (cos30= 0,866) n= A/Gx**2 minták száma (n) A kutatási hálózat típusa: Felső oldalhossz (Lf) Alsó oldalhossz (La) Négyzethálós Lf= (F/na) La= (F/nf) Egyenlő oldalú háromszög Lf=(4F/(na*3)) La= (4F/(nf*3)) Téglalap, ahol C= L1/L2 Lf= (F/(C*na)) La= (F/(C*na)) Jelölések: F = az előfordulás felülete, területe L1= a téglalap egyik éle L2= a téglalap másik éle nf= az optimális tartomány felső sávja na= az optimális tartomány alsó sávja A; As= *S*L (ellipszis)

A tapasztalatok szerint az így megkutatott terület, 20-30 % -os szórású.


9

TALAJVÉDELEM

3.1.5 A szennyeződés lehatárolása, a kutatás befejezése: A szennyeződés lehatárolása.

Részben fúrásokkal (közvetlen feltárásokkal), részben közvetett feltárási módszerekkel és geo-statisztikai eljárásokkal lehet megoldani. A lehatároláshoz szükséges fúrásszámot az adott szennyező változékonysága alapján határozhatjuk meg.

A szükséges lehatároló fúrások számának megállapítása: A szennyeződés előfordulások lehatárolásához szükséges fúrások számát (közelítőleg) az alábbi formulával határozhatjuk meg: (3-5)

Uker = 1 – Kelm / Ktény , ahol Uker= kerületi változékonyság Kelm= a vizsgált területtel azonos nagyságú kör kerülete Ktény=a tényleges kerület

(3-6)

nm = Kelm / ((1- Uker)*L) = Ktény / L , ahol L= nm=

átlagos fúrási, vagy kutatási távolság (hálózati méret) a lehatároláshoz szükséges fúrások száma

3.1.6 A szennyezett tömeg és térfogat kiszámítása, megbízhatósága: A minta térfogata, mint adott térfogat nem más, mint amelyre az elemzés mért számértékét vonatkoztatjuk. Egy szennyezett területen, azonos kis térfogatokra vonatkozó elemzési eredményekből állítjuk elő a vizsgált paraméter térbeli eloszlását. A gyakorlatban a minták viszonylag csekély száma miatt nagyon ritkán van lehetőség a véletlenszerű minta kiválasztásra, így a teljes adat mennyiséget felhasználjuk az elemzéshez, területi számítások elvégzéséhez. A környezet szennyeződési adatok valószínűségi jellemzői (átlag, szórás stb.) lehetnek állandó tulajdonságúak (stacionáriusok, helytől nem függők), illetve helyfüggő tulajdonságúak (dinamikusak). A fentieken kívül bizonyos esetekben (kémiai – biológiai lebomlás, átalakulás esetén) a tulajdonságmező jellemzői függhetnek az időtől is. A szennyeződés térfogatának, a szennyezett talaj, felszín alatti víz mennyiségének meghatározása.

Analóg a bányászatban használt ásványvagyon számítással, ezért az ott megszokott eljárások alapján számítjuk ki a szennyezett tömeget, térfogatokat.


10

TALAJVÉDELEM SZÁMTANI KÖZÉP ARÁNYOS MÓDSZER: Ennél a módszernél a szabálytalan felülettel határolt szennyezett talajtestet állandó vastagságú és az előbbivel azonos térfogatú testtel helyettesítjük. Szilárd anyagnál: (3-7)

Q = F * mC

(tömeg), ahol

Q= a szennyező anyag tömege F= a szennyezett térfogat alapterülete (vízszintes vetület) mC= az átlagos koncentráció az átlagos vastagság és a térfogatsűrűség szorzata mC = (1/n)* (mi*Ci) mi= i= Ci= n=

az egyes fúrásokban a szennyezett rész vastagsága az egyes fúrásokban a szennyezett rész térfogatsűrűsége az egyes fúrásokban a szennyeződés koncentrációja a fúrások száma

Folyadék telítettségnél: (3-8) Qf = F * mSr

(térfogat) , ahol

Qf= a szennyező folyadék térfogata F= a szennyezett térfogat alapterülete (vízszintes vetület) mSr=az átlagos folyadék koncentráció az átlagos vastagság és a telítettség szorzata mSr = (1/n)* (mi*i*Sri*Ci) mi= i= Sri= Ci= n=

az egyes fúrásokban a szennyezett rész vastagsága az egyes fúrásokban a szennyezett rész porozitása az egyes fúrásokban a szennyezett rész folyadék telítettsége az egyes fúrásokban a szennyeződés koncentrációja (a folyadéké) a fúrások száma

SOKSZÖG MÓDSZER (BOLDÜREV-MÓDSZER): A sokszög-módszernél a szomszédos fúrásokat háromszögekre bontjuk, majd minden háromszögben megrajzoljuk az oldalfelező merőlegeseket és azok metszéspontjaiként egy-egy fúráshoz tartozó sokszögterület sarokpontjait kapjuk, ez a sokszög a mintavételi hely úgynevezett érvényességi területe (körzete), amelyre a minta adatai vonatkoznak (sűrűség, koncentráció, vastagság stb.). A hatásterületen belül nem változik a paraméter értéke az alábbi összefüggésekkel számítjuk a szennyezett tömegeket, térfogatokat: A szerkesztésnél csak a konvex sokszögek fogadhatók el (lásd 3-1 Ábra). Szilárd anyagnál: (3-9)

Q = fmC

(tömeg), ahol

Q= a szennyező anyag tömege fmC= az átlagos koncentráció és az átlagos vastagság és térfogatsűrűség szorzata súlyozva a hatásterületekkel fmC =  (fi*mi*i*Ci) A SZENNYEZŐDÉSEK FELTÁRÁSA, LEHATÁROLÁSA, MINTAVÉTELI ÉS VIZSGÁLATI MÓDSZEREK Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.

11

TALAJVÉDELEM

fi= mi= i= Ci= n=

az egyes fúrásokban a szennyezett rész hatásterülete az egyes fúrásokban a szennyezett rész vastagsága az egyes fúrásokban a szennyezett rész térfogatsűrűsége az egyes fúrásokban a szennyeződés koncentrációja a fúrások száma

Folyadék telítettségnél: (3-10) Qf = fmSr

(térfogat) , ahol

Qf= a szennyező folyadék térfogata fmSr=az átlagos folyadék koncentráció az átlagos vastagság és a telítettség szorzata súlyozva a hatásterületekkel fmSr =  (fi*mi*i*Sri*Ci) fi= mi= i= Sri= Ci= n=

az egyes fúrásokban a szennyezett rész hatásterülete az egyes fúrásokban a szennyezett rész vastagsága az egyes fúrásokban a szennyezett rész porozitása az egyes fúrásokban a szennyezett rész folyadék telítettsége az egyes fúrásokban a szennyeződés koncentrációja (a folyadéké) a fúrások száma

IZO-VONALAS SZÁMÍTÁSI MÓDSZER: Ha a szennyezett területről rendelkezünk az izo-vastagság és az izo-vol (térfogat) térképpel, valamint minden a számításhoz szükséges paramétert ugyanolyan rácstávolságú térképeken izo-vonalasan ábrázoltunk, akkor a szennyeződés mennyiségeit szabályos hálózat (a térképgenerálás hálózata) mentén meghatározhatjuk, mert a hálózati sarokpontokban ismerjük a számításhoz szükséges adatokat: Szilárd anyagnál: (3-11)

Q = fmC

(tömeg), ahol

Q= a szennyező anyag tömege fmC= a koncentráció és a vastagság és térfogatsűrűség szorzata súlyozva a rácsterületekkel fmC =  (fi*mi*i*Ci) f= mi= i= Ci= n=

az egyes rácspontokban a szennyezett rész rácsterülete (állandó) az egyes rácspontokban a szennyezett rész vastagsága az egyes rácspontokban a szennyezett rész térfogatsűrűsége az egyes rácspontokban a szennyeződés koncentrációja a rácspontok száma

Folyadék telítettségnél: (3-12) Qf = fmSr

(térfogat) , ahol

Qf= a szennyező folyadék térfogata fmSr=a folyadék koncentráció az átlagos vastagság és a telítettség szorzata súlyozva A SZENNYEZŐDÉSEK FELTÁRÁSA, LEHATÁROLÁSA, MINTAVÉTELI ÉS VIZSGÁLATI MÓDSZEREK Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.

12

TALAJVÉDELEM a rácsterületekkel fmSr =  (f*mi*i*Sri*Ci) f= mi= i= Ci= n=

az egyes rácspontokban a szennyezett rész rácsterülete (állandó) az egyes rácspontokban a szennyezett rész vastagsága az egyes rácspontokban a szennyezett rész porozitása az egyes rácspontokban a szennyeződés koncentrációja a rácspontok száma

Összefoglalva a szennyező anyagok mennyiségének meghatározása egy közelítő integrálási feladat és ezt a fentiekben különböző módszerekkel oldottuk meg. A szennyező anyagok jellemzői közötti kapcsolatok keresése. A kutatás befejezése (kell-e új feltárás?)

Regressziós vizsgálatokkal határozzuk meg. (Közelítő függvény keresése.) Információtartalom növekedés meghatározása

A szennyeződés eloszlása ismeretességi fokának (kockázatának, bizonytalanságának) meghatározása

Az egyes kutatási kategóriák ismeretességi foka, megbízhatóság alapján. (A szennyeződés statisztikai jellemzőinek vizsgálatával határozható meg.)

3-1. ábra: A szennyezőanyag mennyiségi számításainak módszerei

1.

2f 1f ÉRVÉNYESSÉGI TERÜLET 3f

8f

5f 7f

6f

2. 2,0

2,0

1,0

2,0

2,0

3,0

1,0

1,2

2,5

2,0

3,0

1,5 2,5

1,1

2,5

3,0

1,1

1,2 1,1

0,8

0,7

0,8

2,0 1,0

0,8

2,5

1,1

0,6

0,7

Hogy hol a határ - mikor fejezhető be a kutatás, a lehatárolás - ez örök dilemmája a tervezőnek?


13

TALAJVÉDELEM A SZENNYEZETT TERÜLETET FELTÁRÓ KUTATÁS VÉGEREDMÉNYE AZ ADOTT TERÜLETRŐL KÉSZÍTETT KATASZTER, AMELYNEK ELEMEI:  A szennyezés térbeli helyzete, területi lehatárolása  A szennyezés jellege (egykori depónia, vadlerakó, üzemi terület stb.)  A lerakott vagy kikerült agyagok specifikációja  A szennyezés "gazdája", a szennyezésért felelős intézmény, vállalat stb. A szennyezett terület tulajdonviszonyai  A szennyeződés becsült időpontja, időtartama, mennyisége, intenzitása, mozgása  A földtani, vízföldtani, hidrológiai, mérnökgeológiai viszonyok összefoglalása, a vízgazdálkodási jellemzők leírása  A szennyezett terület jelenlegi és tervezett hasznosítása  A szennyezett terület ható- és hatásterülete, azok időbeli alakulása  El kell dönteni, hogy szükséges-e azonnali beavatkozás vagy elegendő-e a területet megvédeni a további szennyeződéstől.  Szükség van-e a terület megtisztítására valamely eljárással, és amennyiben igen, javaslatot kell tenni ezen eljárásra és esetleges alternatíváira.  Meg kell határozni a mentesítési eljárások környezetre gyakorolt hatását és a várható költségeket.  Az elvégzett kutatások, elemzések, szakvélemények eredményei; az eddigi események, intézkedések; a jelenlegi és várható ökológiai hatások.


14

TALAJVÉDELEM 3.2 Mintavételi elvek, mintavételi módszerek

3.2.1 A kárfelmérés folyamata: A feladat és részletezése Az eredmény **Helyszíni adatgyűjtési terv A felmérési stratégia megadása -a hierarchikus (screening – átnézeti) típusú -a célirányos (target - cél) típusú ** Vizsgálati, mintavételi terv Helyszíni adatgyűjtés (esetleges engedélyeztetés) **Közvetett, közvetlen feltárások általában Helyszíni mintavétel, mérések két (három) kutatási fázisban **Laboratóriumi jegyzőkönyvek A minták laboratóriumi vizsgálata (kémiai, talajfizikai, technológiai) **Dokumentumok, adatok: A szennyezőanyag térbeli helyzetének -részletes helyszínrajz megismerése -Vadózus zóna: -közművek, földalatti műtárgyak -gőzök mennyisége helyszínrajza -szabad termék -feltárási helyek (x-y-z, rétegsor, mintavételi -oldott rész mélységek) -adszorbeált rész -talajvíz térképek, adatok (térben –időben) -úszófázis (LNAPL) -szennyezőanyagok koncentráció-eloszlási -kapilláris zóna adatai (térben – időben), a jegyzőkönyvek alapján -Talajvíz zónája: -földtani, hidrogeológiai adatok -a vízben oldott rész (talaj-, kőzetfizikai adatok, rétegsorok stb.) -az adszorbeált rész -felszíni vizek adatai (ha szükséges, idősorok) -lesüllyedt rész a vízzáró alján (DNAPL) A szennyeződés megismerésének és lehatárolásának fontos állomása a mintavétel megtervezése, azaz honnan és hogyan vegyük a mintákat, hogyan vizsgáljuk meg azokat, hogyan dolgozzuk fel az adatokat. A mintavételi környezet rendkívül változatos, minősége, mennyisége, térbeli eloszlása szempontjából egyaránt, ezért a bonyolult helyzethez mindig a legjobb mintavételi technológiát (eszköz + eljárás együttesen) kell alkalmazni. Az itt elkövetett hibák, a tervezés későbbi fázisában megbosszulhatják magukat és hatványozottan hatnak, az adathiány pótlása növeli a megoldás bizonytalanságát. KÖVETELMÉNYEK A MINTAVÉTELLEL SZEMBEN: Reprezentativitás A mintavevő személyzet maximális védelme Gazdaságosság térben, időben, költségben A mintavételi hibák minimalizálása A minták sértetlenségének biztosítása


15

TALAJVÉDELEM TEREPI MINTAVÉTEL: Hogyan vegyük a mintákat? A környezetvédelmi és az ehhez kapcsolódó technológiai, geotechnikai vizsgálatokhoz a felszínről, a felszín alól talaj és víz mintákat kell venni. A talajfeltárás közvetlen vagy közvetett módon történhet.  Közvetlen talajfeltárási módnak tekintjük azokat a módszereket, ahol közvetlen kapcsolatba kerülünk a talajjal, szemrevételezhetjük, megtapinthatjuk, megszagolhatjuk azt.  Közvetett feltárási mód esetén, nem kerülünk közvetlen kapcsolatba a talajjal, hanem valamely más paraméter változásából következtetünk a talaj tulajdonságainak változására. KÖZVETLEN FELTÁRÁSI MÓDSZEREK: Ide sorolhatók a kutatóakna (kutatógödör), kutatóárok, valamint a fúrás és egyes közvetett talajfeltárási módszerek.  A kutatóaknában (aknázás 2,0 m-ig), vagy más néven kutatógödörben, a talajrétegződés a terület adott pontján jól megfigyelhető, a szükséges mintákat pontos helyről, a kívánt rétegből tudjuk megvenni. 

Kutatóárok (árkolás 0,5 m-ig) az adott területen nem pontszerűen, hanem vonal mentén teszi lehetővé a rétegzettség megfigyelését és a mintavételezést. A kutatóakna és kutatóárok oldalfalán a talajrétegződés jól megfigyelhető, az egyes rétegek vastagsága cm pontossággal megmérhető.

A kutatóakna, vagy kutatóárok készítésénél bizonyos mélységhatároktól, a vonatkozó előírásoknak megfelelően beomlás ellen dúcolást kell készíteni. A kutatóaknát úgy kell kialakítani, hogy az egyik oldala mellett sértetlen padka maradjon. A padkát a letiprástól és a legkisebb terheléstől is védeni kell és csak a mintavételezés után szabad hasonló feltételek mellett mélyebbre ásni, hogy a következő rétegből is tudjunk mintákat venni. A kutatóakna, kutatógödör előnye, hogy a feltárt rétegek pontosan megfigyelhetők, mérhetők. Alkalmazásának határt szab a talajvíz szintje, ugyanis ettől mélyebbre csak az akna vagy árok víztelenítése mellett áshatnánk, de a víztelenítés jelentős költsége miatt ez nem gazdaságos. 

A talajfeltáró fúrás (fúrás, változó mélységgel [talajvízig, vízzáróig; több tízméteres mélységig]), a közvetlen feltárási módok közül a leggyakrabban használatos módszer. Előnye, hogy talajvíz szintje alatt is lehet fúrni (általában béléscső védelme mellett) és jelentős mélység érhető el. Ez a fúrás átmérőjétől és az alkalmazott fúrógéptől függően több tíz méter is lehet. A fúrás hátránya, hogy a rétegeket csak pontszerűen (a fúrások helyén) tárjuk fel és csak feltételezzük, hogy a két fúrás közötti részen a talaj azonos a fúrásokban tapasztalt rétegekkel. (E feltételezés alapján szerkeszthetjük meg a rétegszelvényeket.)

A különböző mérnöki feladatokhoz szükséges feltárásoknál előírják a szükséges maximális fúrási távolságokat és minimális mélységet is.


16

TALAJVÉDELEM A vizsgálatok elvégzéséhez a talajból mintát kell venni. Hogy egyértelmű, jól azonosíthatók legyenek a minták a mintavétel módját dokumentálni kell. Első lépés tehát egy úgynevezett diszpozíciós helyszínrajzi vázlat készítése, amely beazonosítható módon tartalmazza az elvégzendő fúrások helyét, tervezett mélységét, mintavételezési utasítást stb. ez a mintavételi terv. A fúrásokat „kisátmérővel” (55-100 mm), vagy „nagyátmérővel” (120-300mm) lehet készíteni. Alapvetően a tervezett feltárási mélység és a szükséges mintavételezés határozza meg, hogy milyen átmérővel furatunk. Általában 5-12 m-ig alkalmazható kisátmérőjű fúrás, ha nem tervezünk olyan vizsgálatot, amelyhez egy adott mélységből több mint egy magminta, vagy a kisátmérőnél nagyobb átmérőjű minta szükséges. A fúrás során vett mintát három csoportba oszthatjuk, úgymint zavart minta félig zavart, vagy víztartalom minta zavartalan, vagy magminta 





A zavart minta semmilyen paramétere (víztartalma, szerkezete stb.) nem marad eredeti állapotában, ezért ma már ritkán veszünk zavart mintát. Zavart minta alkalmas az úgynevezett talajazonosító vizsgálatokhoz. (Ennek a mintának változhat a folyadék fázisa) Félig zavart, vagy úgynevezett víztartalom minta, ahogy a neve is mutatja, olyan minta, amelynek víztartalma a talaj mintavétel kori eredeti víztartalmával azonos. (Ennek a mintának nem változhat a folyadék tartalma.) A zavartalan, vagy magminta olyan minta, amely a lehetőségekhez képest jellemzi a talaj eredeti tulajdonságait, mind a talajfizikai, mind pedig a talaj szerkezeti tulajdonságai, mind folyadék és levegő fázisú komponensei vonatkozásában. (Ennek a mintának nem változhat a folyadék tartalma.)

Fúrószerszámok különböző kőzet (talaj) viszonyok mellett: laza kőzet (talaj) kötött kőzet (talaj) szilárd kőzet spirál, kanál spirál, kanál korona keményfém betéttel + béléscső + béléscső + béléscső magcső magcső iszapoló korona korona keményfém betéttel talajvízszint alatt + béléscső + béléscső + béléscső magcső magcső talajvízszint felett

MÉRÉSEK FÚRÓLYUKBAN:  vízállás  hőmérséklet  fázisban szétvált szerves anyag vastagsága  különleges talajvíz áramlási mérések  merülő szondákkal vízkémiai mérések Külön kell megemlíteni a vízmintavétel fontosságát, akár talajmechanikai célból, akár környezetvédelmi vizsgálat céljából veszünk mintákat. Ha egymás alatt több vízréteg van, ügyelni kell, hogy az egyes vízrétegek ne keveredjenek össze. Ilyen esetben célszerű béléscső védelme mellett készíteni a fúrásokat.


17

TALAJVÉDELEM A vízmintavétel legegyszerűbben golyós szelepes víz-mintavevővel történhet. Ebbe a víz a furatban leengedve bejuthat, de kihúzáskor a golyós szelep záródása megakadályozza a víz kifolyását. Természetesen vannak ennél bonyolultabb víz-mintavevő berendezések is. A kivett talajvizet az előzően ugyanazon talajvízzel átöblített, sötét színű egyliteres üvegekbe kell betölteni és megfelelő címkézéssel, illetve feliratozással kell ellátni. KÖZVETETT VIZSGÁLATI MÓDSZEREK: Ilyen módszerek például a statikus, vagy dinamikus szondázás, amikor egy szabványos méretű szondacsúcsot egyenletes sebességgel lenyomunk, vagy leütünk a talajba. Statikus (CPT) szondázás esetén a lenyomáshoz szükséges erő változásából, dinamikus (verő) szondázás esetén az adott behatoláshoz (általában 20 cm-hez) tartozó ütésszám változásából következtetünk a talaj tulajdonságaira. Ide tartoznak továbbá a különböző geofizikai módszerek (geoelektromos mérések, szeizmikus mérések, fúrólyukmérések, georadar vizsgálatok stb.) Napjainkban e vizsgálatok, a közvetett módszerek kiegészítéseként a mérnöki alkalmazásokon túl, egyre fontosabb szerepet kapnak a környezetvédelmi célú vizsgálatokban is. Vannak módszerek a közvetlen és a közvetett feltárások kombinálására is, ilyen például az SPT szondázás, ahol szondacsúcs helyett egy csövet ütnek a talajba. A verési ellenállásból itt is következtetni lehet a talajfizikai paraméterekre, de a cső visszahúzásakor a csőbe szorult talaj közvetlenül is megvizsgálható. A KÖRNYEZETFÖLDTANI VIZSGÁLATOK MENETE: Annak érdekében, hogy a szennyezett (potenciálisan szennyeződött) területek hatásterületeit a meg kívánt módon és mértékkel megismerjük célszerű alkalmazni a földtani kutatás általános alapelveit kombinálva a geofizikai mérésekkel. A közvetett talajfeltárási módszerekre az a jellemző, hogy a vizsgálandó terület adottságait nem a kivett anyag vizsgálatával, hanem annak valamilyen fizikai jellemzőjének méréséből határozzák meg. Közvetett talajfeltárás módszerei:  a légi és űrfotók (távérzékelés)  a geotechnikai mérések  a geofizikai mérések. A kőzet összletre, felépítésére vonatkozó adatok gyűjtését a földfelszínen, fúrásban végzett geofizikai és geotechnikai módszerekkel nyerjük. A felsorolásra kerülő módszereknek csak egy kis része alkalmazható közvetlenül a mérnökgeológiai, környezetföldtani térképezéshez, többségük egymás adatait kiegészítve, közvetett úton mint egy-egy alátámasztó tényező jöhet számításba. Helyszíni munkálatok (összefoglalás):  Földtani adatok beszerzése fúrási és nyílt feltárásokból.  Fúrások elvégzése, célja a földtani felépítés tisztázása, mintavétel technológiai célokból, a szennyeződés vizsgálatához mintavétel.  Talajvíz ellenőrző kutak kiépítése, mintavétel, talajvíz geometriájának vizsgálata.  Szivattyús geo-hidrológiai vizsgálatok (szivárgási tényező, nyelés). A SZENNYEZŐDÉSEK FELTÁRÁSA, LEHATÁROLÁSA, MINTAVÉTELI ÉS VIZSGÁLATI MÓDSZEREK Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.

18

TALAJVÉDELEM  

Felszíni geofizikai mérések. Geodéziai felvételezés, felmérés – X,Y,Z; a mintavételi helyek és környezetük térképi rögzítése.

Mibe vegyük a mintákat? Mennyi mintát vegyünk? Az mintatároló edényzet anyagát, mennyiségét és a minták mennyiségét, a vett minták esetleges helyszíni előkezelését (szűrés, pufferelés, tartósítás, jelzőanyag beadagolása stb.) a vizsgáló laboratórium határozza meg.


19

TALAJVÉDELEM Az alábbi táblázatban bemutatnunk minden olyan módszert, amellyel közvetlenül (mintavétellel), vagy közvetett úton mérésekkel lehet információt, adatot beszerezni egy potenciálisan, vagy ténylegesen szennyezett területről. SZENNYEZETT TERÜLETEK FELMÉRÉSI MÓDZSEREI (összefoglaló): ALKALMAZÁSI TERÜLETEK

* *

* *

*

*

* *

* * *

*

*

* ** ** ** ** *

*

** ** *

*

* ** * ** * *

* *

** ** * ** ** * * **


Felszíni vizek környezete

*

Felszínalaktani felmérés

TÁVÉRZÉKELÉS műhold adatok * * * légifotók * * * * * * * * * * * * légi mérések * * * * * * * * * * * * * (EM, lézer, IR, radar stb.) GEOTECHNIKA / FÖLDTAN / HIDROGEOLÓGIA topográfiai adatok * * * * * * * * * * * földtani térképek ** ** ** ** ** * ** * értékelése földtani – ** ** ** * * * * * * * hidrogeológiai meteorológiai adatok földtani terepi * ** ** ** ** * ** * ** ** ** ** * felvételezés vízföldtani terepi * ** * ** * ** mérések fúrás – árkolás, * ** ** ** ** ** * ** ** * * ** * szondázás talaj – talajvízmintázás * ** ** ** * ** ** ** * ** ** * geotechnikai * ** * * * * ** ** ** ** ** ** ** számítások transzport számítások * ** ** ** * ** ** ** * * * ** ** hidraulikai számítások * ** ** ** * ** ** ** * * * ** **

Talajvíz áramlási iránya, sebessége Monitoring rendszerek tervezése

nagysága Szennyezőanyagok mozgása

Lerakók feltárása (szerkezet, vastagság) Szennyezőanyagok jelenléte,

Régi fedett szennyeződések

Kőzetvastagságok, települési mélységek Antropogén hatások, depóniák

Eltemetett szerkezetek (folyóvölgyek Hidrogeológiai) struktúrák

vizsgálata Vetők, törések, fellazult zónák, üregek Dőlés és csapás irányok

Réteghatárok, vízföldtani egységek Szerkezetek lehatárolása,

* alkalmas ** ajánlott

A földtani közeg (regionális)

MÓDSZEREK

20

mágneses gravitációs elektromágneses, elektromos (talajradar) termikus mérések szeizmika (refrakció-reflexió) fúrólyuk vizsgálatok penetrációs szondák környezeti szondázások

* * ** ** ** ** * ** **

* *

* *

*

* * ** *

* *

*

*

*

* *

* * ** **

*

*

*

*

Felszíni vizek környezete

*

*

*

* *

* *

* *

** ** ** *

*

*

* *

*

* ** ** ** * * ** ** * ** *

Felszínalaktani felmérés *

* *

FIZIKAI VIZSGÁLATOK ** * * * ** ** ** * ** ** ** *

nagysága Szennyezőanyagok mozgása

Lerakók feltárása (szerkezet, vastagság) Szennyezőanyagok jelenléte,

Régi fedett szennyeződések

Kőzetvastagságok, települési mélységek Antropogén hatások, depóniák

Eltemetett szerkezetek (folyóvölgyek Hidrogeológiai) struktúrák

GEOFIZIKAI MÓDSZEREK * * * * ** * ** * ** * ** ** ** ** ** ** ** * *

geotechnikai vizsgálatok termőtalaj vizsgálatok ásvány-kőzettani vizsgálatok kémiai elemzések elúciós + oszlop vizsgálatok talajgázok vizsgálata ökotoxikológiai vizsgálatok

vizsgálata Vetők, törések, fellazult zónák, üregek Dőlés és csapás irányok

(folytatás)

Réteghatárok, vízföldtani egységek Szerkezetek lehatárolása,

* alkalmas ** ajánlott

A földtani közeg (regionális)

MÓDSZEREK

Talajvíz áramlási iránya, sebessége Monitoring rendszerek tervezése

TALAJVÉDELEM

* ** * **

* ** * *

* *

KÉMIAI VIZSGÁLATOK * * * * * ** ** ** * ** * * * ** ** ** * ** * *

* ** * * * *

* *

* ** * **

3.2.3 A vizsgálati helyek Honnan vegyük a mintákat? TÉNYLEGES ÉS POTENCIÁLIS SZENNYEZŐ FORRÁSOK (A FORRÓ PONTOK), AMIKET FELTÉTLEN MEG KELL VIZSGÁLNI EGY ISMERETLEN TERÜLETEN:    

Átrakóhelyek, mezőgazdasági repülőterek, Felületkezelő üzemek, lakk- és festékgyárak, Festő- és fakonzerváló üzemek, Vágóhidak, konzervgyárak stb.


21

TALAJVÉDELEM        

Nagy kiterjedésű talajszennyezések területei, légi szállítással szennyezve, immisszió révén terhelt felületek (nehézfémek, radioaktív anyagok), Talajszennyezés elárasztás révén (meddőhányók, zagyterek, bányászat), Nem megfelelő területhasználat (pl. mezőgazdasági művelés, keverőtelepek), Szennyvíz, szennyvíziszap és trágyázás okozta szennyezés (pl. hígtrágyaelhelyezés, - öntözés stb.), Felszín alatti tartályok, vezetékek sérülése (pl. olajvezeték, termékvezeték, tartályok), Szállítási balesetek, nagy területen végzett tűzoltás, vasútvonalak Háborús maradványok, katonai területek (lerombolt üzemek területe, hadianyag-, lőszer- és üzemanyagtelepek, lőterek, eltemetett lőszer és harci anyagok, gyakorlóterek).

3.2.4 A talajszennyezések felderítése, a kutatás stratégiája: Nyilvánvalóan nem minden létesítmény jelent veszélyt a környezetre és az emberre. Ezért a kutatás során az első lépés a számításba jöhető (gyanús) területekről való adatgyűjtés és a térképeken történő kiértékelés. Az állapotfelvételt további kutatásoknak kell követnie, aminek a végeredménye egy, a szennyezett területekről készített kataszter, ami a veszélyeztetési potenciál megítélésének alapja. A kutatás során felhasználhatók a korábbi földtani, vízföldtani, bánya és topográfiai térképek, légi felvételek. A közvetett, geofizikai módszerek és a közvetlen feltárások (fúrások, kutatóárkok, szondázási eredmények) adják a kutatás legkonkrétabb alapadatait. A közvetlen feltárások (árkolás, felszíni, fúrásos mintavételek) szükséges mennyisége nehezen határozható meg előre, ez mindig a feladat jellegétől, az elérendő céltól, a megkívánt pontosságtól és a kapott eredmények interpretációjától, használhatóságától függ. A hidrogeológiai vizsgálatoknak a szennyezett területre és annak környékére kell kiterjedniük. Egy korábbi szennyezés (lerakó, vadlerakó stb.) esetén az oldott anyagokra vonatkozóan a hordozó-, szállítóközeg, a csurgalékvíz, az ami elérheti a talajvizet. A szennyező anyag terjedését a vízföldtani adottságok (szivárgási tényező, a talajvízáramlás iránya, a talajvízáramlás sebessége stb.), valamint a szennyező anyag és a kőzetrendszer kölcsönhatása (szűrődés, kicsapódás, szorpciós jelenségek, diffúzió ) egyaránt befolyásolják. Éppen ezért a hidrogeológiai vizsgálatok célja jelen esetben a szennyezés terjedésének minél pontosabb meghatározásához szükséges alapadatok, peremfeltételek meghatározása és biztosítása. A talaj-póruslevegő vizsgálatok olyan anyagok kimutatására alkalmazhatók sikerrel, amelyek már a talajhőmérsékletén (10 – 30 C) is megfelelő gőznyomásúak. Elsősorban a könnyen illó szennyezőanyag-komponensek, mint a klórozott szénhidrogének, az aromás szénhidrogének és az alifás szénhidrogének mutathatók ki problémamentesen. A szennyezett terület kutatása során általában két stratégia alkalmazható: -a hierarchikus (screening - átnézeti) stratégia és -a célirányos (target - cél) stratégia. A SZENNYEZŐDÉSEK FELTÁRÁSA, LEHATÁROLÁSA, MINTAVÉTELI ÉS VIZSGÁLATI MÓDSZEREK Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.

22

TALAJVÉDELEM 

A hierarchikus stratégia tagolt kutatási koncepció, amelynél először bizonyos anyagjellemzőket és hatásmechanizmusokat kutatnak, és a meghatározott szennyező anyagokra vonatkozó esetleges ismeretanyagot tovább finomítják mindaddig, amíg a releváns egyedi jellemzők ismertekké válnak. A hierarchikusan felépített vizsgálati programnál ún. vezér- (iránymutató)jellemzőket határoznak meg először. Ilyen pl. a bór a háztartási hulladéknál, a szulfát az építőanyag törmeléknél, az AOX-érték (adszorbeálható szervesen kötött halogének) a vegyipari hulladékok indikátoraként.



A célirányos stratégiát akkor célszerű alkalmazni, ha előzetes minőségi vagy mennyiségi ismeretanyagunk van a szennyeződésről vagy annak lehetőségéről (pl. a területen folytatott korábbi tevékenység stb.). Ilyenkor célirányosan vizsgálják a feltételezett vagy ismert paramétereket, összehasonlítva azokat a szennyezetlen területre jellemző értékekkel.

A maximális információszerzés érdekében a legtöbb esetben a két kutatási stratégia egymással kombinálható.


23

TALAJVÉDELEM 3.3 A minták vizsgálata (fizikai, kémiai vizsgálati szempontok)

A mintákból milyen komponenseket vizsgáltassunk? A szennyezett terültről vett minták vizsgálati szempontjai határozzák meg a mintavétel módját és a vizsgálati módszereket. A vizsgálati szempontok a következők:  a földtani közeg és a felszín alatti víz jellemezői  a szennyezőanyag fizikai, fizikai-kémiai, kémiai, toxikológiai jellemzői  az alkalmazandó kármentesítési technológiához szükséges speciális tulajdonságok  a kármentesítési technológia kiépítéséhez szükséges geotechnikai vizsgálati szempontok LABORATÓRIUMI MUNKÁK: Talajfizikai vizsgálatok:  Azonosító vizsgálat, a talaj nevének meghatározása. 

Szemcseméret vizsgálat, víztartalmak (Wn,WP, WL,WS, Wt), hézagtérfogat, víztelítettség, vízfelvevő képesség, szivárgási tényező vízre, fázisos összetétel (szilárdlevegő-víz), térfogatsúly, IP, IC.



Adszorbciós, ioncsere jellemzők (T, S, T-S, V, U), pH (talajoldaté), szívási görbe - pFgörbe (minimum 5 pontban), higroszkóposság (hy), karbonát tartalom, puffer-kapacitás, szerves anyag tartalom.



Egyéb geotechnikai - építési jellemzők, amelyek a mentesítési objektumok tervezéséhez kellenek.

Kémiai vizsgálatok:  Általános jellemzők: integrált szervetlen szennyezők pH, vezetőképesség(EC) - összes oldott só (TDS), savasság-lúgosság, keménység integrált szerves szennyezők KOI-(COD), BOI-(BOD), összes oxigénigény – (TOD), összes szerves szén – (TOC), oldott szerves szén – (DOC), illékony szerves szén – (VOC), redox-pot.(Ex, Rx) ORP, oldott oxigén tartalom – (DO)  Egyes szennyező komponensek (szervetlen, szerves)  Egyéb speciális fizikai – kémiai paraméterek a szennyezőkre


24

TALAJVÉDELEM

A vízben és a talajban vizsgálandó kémiai komponensek a szennyezőforrás típusától függően: Szennyezőforrás Csatornázatlan település Lakossági hulladéklerakó -szilárd -szennyvíz -szennyvíziszap Ipari hulladéklerakó

Állattartó telep, dögtér

Mezőgazdasági keverő telep Műtrágyatároló Üzemanyag-tároló Meddőhányó, zagytér depónia Zagytér

Ipari üzemek, szolgáltatók

Vízben vizsgált komponensek Talajban vizsgált komponensek NH4, NO2, NO3, KOIp, NH4, NO3, szerves-N, szerves-C szerves szén, coliform bakt. pH, vezetőképesség, KOIp, Cl, SO4 NH4, NO2, NO3, KOIp, coliform baktériumszám, pszirofil baktériumszám pH, vezetőképesség, KOIp, Cl, SO4, toxikus fémek, TPH fenol, szerves-C, VOCL, toxcitás NH4, NO2, NO3, szerves-N coliform baktériumszám, pszirofil baktériumszám a tárolt növényvédőszer szerint, toxicitás NH4, NO3, szerves-N, orto-P, K, SO4, 15N-izotóp a tárolt anyag szerint a tárolt anyag szerint alkáli-fémek, toxikus fémek Cl, SO4 a tárolt anyag szerint kationok és anionok szerves komponensek a keletkezett veszélyesanyag szerint (a technológiától függően)

NH4, NO3, szerves-N, szerves-C

toxikus fémek, TPH, szerves-C

NH4, NO3, szerves-N, szerves-C

a tárolt növényvédőszer szerint NH4, NO3, szerves-N, összes-N, összes-P, 15N-izotóp a tárolt anyag szerint toxikus fémek

toxikus fémek

a keletkezett veszélyesanyag szerint (a technológiától függően)


25

TALAJVÉDELEM A mintavétel tervezésének szempontjai: Talajfizikai, kémiai, biológiai, technológiai Felszínről, felszín alól (fúrásból), üledékből Felszíni vízből, felszín alatti vízből A mintavételi hely x-y-z koordinátái, minta A minta helye származási mélységtartománya vagy mélysége. -Gáz, szilárdanyag, krémszerű, folyadék A minta típusa (konzisztenciája) -Biológiai anyag (flóra, fauna, szövet, mikrobiológiai)  steril állapotú A laboratórium írja elő a mennyiséget A minta mennyisége -Lapát, ásó, iszapmintázó, zsákmintázó A mintavevő eszközök -Folyadék mintavevő (kútból, hordóból, felszíni vizekből) -Gáz mintavevő (nyelető edény: szilárd, folyékony töltettel; gázzal feltölthető zacskó) + mintavevő szivattyú (kézi, gépi) -Steril mintavevők -Talaj fúrógép és felszerelése -Egyéb kéziszerszámok -Zacskók, zsákok, dobozok, A minta csomagolási módja -Folyadékos edények, + A mintához szükséges egyéb anyagok -Steril edények (táptalajjal, anélkül) adagolása szükség szerint. A segéd és tartósító anyagok adagolási módját, mennyiségét a vizsgáló labor írja elő. -Termosztálással (hőszabályozással), anélkül A minta tárolási körülményei -Sterilen, anélkül -Tárolási (+szállítási) időtartam -Gépkocsival stb. A minta szállítási módja -A jellemző, pont helyszíni meghatározása, A mintavételi helyek bemérés bemérése (x-y-z koordináták), fényképek (GPS, geodéziai bemérés) A vizsgálati cél határozza meg, a laborral A minta vizsgálati módszere egyeztetni kell. Helyszíni és laboratóriumi átadás – átvétel, A mintavétel dokumentálása leírása (párhuzamos, osztott minták) A mintavizsgálat minőségvédelmi feladatai Vakminták Védőruházat, munkavédelmi eszközök, Munka- és egészségvédelmi feladatok dekontamináló (mentesítő) felszerelés, a szennyezett anyagokat tároló edények. Mintavétel + feltárási eszközök, eljárások A minta megvételének költsége Személyzet, felvonulás Módszerenként más-más A minta vizsgálatának költségei A mintavétel célja A mintavétel módja


26

TALAJVÉDELEM

3.4 A vizsgálati eredmények értelmezése, megjelenítése A vizsgálatok eredményeit fel kell dolgozni, és dokumentálni kell. HÁROMFÉLE DOKUMENTÁCIÓ TÍPUST HASZNÁLUNK ÁLTALÁBAN:  szöveges leírás  táblázatos összefoglalás  rajzi megjelenítés (grafikonok, szelvények, térképek) Minden fúrás rétegsorát, a talajvíz helyzetét (ha van), az elvégzett laboratóriumi kísérletek eredményeit stb. fúrásonként úgynevezett fúrás szelvényekben kell ábrázolni. Az egyes fúrásokban meghatározott rétegsorok alapján rétegszelvényt szerkeszthetünk, amelyekben a rétegződés síkbeli, vagy térbeli helyzete látható.1 Egy-egy paramétersorból, annak térbeli eloszlásából ún. izo-térkép készíthető (pl. vízszint, szennyeződés koncentráció eloszlása, egyes rétegek vastagsága, települési mélysége stb.). Szöveges leírások

Földtani, vízföldtani, kőzettani leírások, műszaki dokumentumok, fúrási naplók, jelentések

Táblázatok, grafikonok

Laboratóriumi jegyzőkönyvek, mérési adatok, idősorok

Szelvények

Földtani, vízföldtani szelvények, hidrológiai szelvények

Térképek

Topográfiai, földtani, vízföldtani térképek, hidrológiai térképek, származtatott térképek

A részletes kutatási fázis végén megkaptuk a szennyezett terület környezetére gyakorolt hatását és a várható folyamatokat, azaz rendelkezésre áll a szennyezett terület veszélyeztető potenciálja:  A lerakott, ill. a bejutott/kijutott anyagok mennyisége, minősége és hatása (anyag specifikus tulajdonságok). A szennyező anyagok tulajdonságainak megítélésekor figyelembe kell venni a környezeti elemekbe való kijutás és szétterjedés hatását.  A térbeli és időbeli ki/szétterjedés lehetősége és valószínűsége közeg specifikus tulajdonságok.  Elemezni és értékelni kell a szennyező anyag továbbjutási, szétterjedési lehetőségét a levegőben, talajban és vízben egyaránt. Itt jelentős szerep jut a transzport (szállítási) modellezésnek, amely lehet egyszerű analitikus, vagy numerikus (számítógépes). A gyakorlatban a mindenkori közeg (talaj, víz, levegő) terhelésének jellemzésére számszerű értékekre van szükségünk. A szennyezett vagy szennyezés gyanús területek szennyezettségi fokának és veszélyeztető potenciáljának megítélésére a szennyező anyagoknak a levegőben, a talajban, és a vízben megengedhető határértékeit használjuk.


27

TALAJVÉDELEM 3.4.1 A kárfelméréshez szükséges alapadatok:

-Alapadatok

TÉNYFELTÁRÁS Technológiai, -Szennyezőanyag és a tulajdonosi adatok: környezeti elemek =technológiai leírások mintáinak vizsgálati =rajzok jegyzőkönyvei =anyag listák =közművek =tárolóterek =korábbi területhasználatok =tulajdonos, kezelő adatai

Környezeti elemek adatai: =térképek =helyszínrajz =földrajzi adatok =meteorológiai adatok =földtani adatok =vízföldtani adatok =talajvíz adatok =földtani, szennyezettség terjedési szelvények =egyéb táblázatos adatok =rajzok =fényképek -A káresemény, =térképek =helyszínrajz feltárása (mintavételek) =közművek rajza =a káresemény leírása =feltárási terv =mintavételi terv =geodéziai felvételezés, bemérések =vízszintek mérése (élővizekben, kutakban) =feltárások (fúrás stb.) =közvetett feltárási adatok =geofizikai adatok =fényképek

-Terjedési modellezés (ha szükséges)

Szennyezőanyag vizsgálata (kémiai): =talajban =talajvízben =talajlevegőben Talaj vizsgálata: =talajfizikai, =geotechnikai =kőzettani =kémiai Talajvíz vizsgálatok (általános vízkémia) Toxikológiai vizsgálatok =leírás =koordináták =földtani felépítés =vízszintek, víznyomások =talajfizikai adatok =szennyező anyag (-ok) eloszlási képe =terjedési adatok =elérési idők térben =grafikonok =táblázatok

MŰSZAKI BEAVATKOZÁS TERVEZÉSE =műszaki leírások =térképek, =tervek (a műtárgyakról) helyszínrajzok =szakági tervek =tematikus térképek (elektromos, automatika, =szelvények vízkezelés) =rajzok, =hidraulikai számítások folyamatábrák, =balesetvédelem fényképek, =üzemelési utasítás =táblázatok (tervezet) =költség kiírások =veszélyes anyag kezelési =engedélyek, leírása okiratok =a monitoring rendszer és elemei


28

TALAJVÉDELEM 3.4.2 A tényfeltárási záródokumentáció összeállítási szempontjai: No 0

Főbb egység A kármentesítésre kötelezett adatai

1

Területi adatok

2

Szennyezettség adatai, jellemzői

3

A károsodás eredete

4

A károsodás hatása a környezetre

5

A szennyezettség kockázata

6

A szennyezettség felszámolása

7 8

Javaslat a távlati területhasználatra Javaslat a kármentesítési (D) szennyezettségi határértékre

9

Javaslat a kármentesítési technológiára

Információ Neve, székhelye, telephelye címei Tevékenységi köre Hatásterület, földtani – vízföldtani, természetvédelmi, régészeti (műemléki) adottsága, érzékenységi besorolás A kockázatos anyagok minősége (összetétele), mennyisége, térbeli helyzete. Mozgása, viselkedése (adszorpció, bomlás, átalakulás stb.) A kár létrejöttének módja, a szennyező-forrás jellemzői (jellege –régi, új, szennyez, nem; a kibocsátás módja –pont, vonal, területi), műtárgyak stb. Hatás (expozíciós utak), hatásterületek A hatás eredménye Humán egészségügyi, szennyező anyag mozgásának (transzport) modellezése A megszüntetés, csökkentés megoldásai: -műszaki jellemzők (alternatívák), -kihatásuk a területhasználati módokra, a környezeti elemekre, egyéb értékekre (régészet) -gazdasági jellemzők A későbbiekben mire használható a terület Minden szennyező komponensre: A szennyező anyagok kockázatossági (K1,K2) osztályai. A szennyezettségi határértékek (talajra, vízre): -háttér (A) -szennyezettségi (B) -érzékenységi határkoncentrációk (Cx, x=1-23), csak tájákoztató értékként -kármentesítési célállapot (D). A technológia kiválasztása A technológia leírása A technológiai elemek elhelyezése a területen


29

TALAJVÉDELEM 3.4.3 A mintavételek és a mérések feldolgozása: Részcél 1. A környezetvédelmi és a műszaki földtani feladat megfogalmazása.

A módszer feladata A műszaki, környezetvédelmi kőzetmodell felállítása. A mérési módszerek kiválasztása. 2. A mérések, mintavételek megtervezése és Munkaszervezés: végrehajtása. -tervezés, erőforrások biztosítása -biztonságtechnika Mérések, mintavételek kivitelezése. 3. A mérések elsődleges kiértékelése. Adatfeldolgozás: =Elsődleges – másodlagos – statisztikus, =Kvalitatív (minőségi) – kvantitatív (mennyiségi) Ábrázolás technika: =Helyszínrajzok =Paraméter térképek, -szelvények =Grafikonok – folyamatábrák (több paraméteres, térbeli ábrázolás) 4. A kijelölt fúrások lemélyítése. A helyszíni ismeretek és a közvetett feltárások alapján a fúrási pontok kijelölése, helyszíni kitűzése. A fúrólyukbeli mérések elvégzése (ha kell). 5. A fúrási és kémiai laboratóriumi adatok A mérési adatok másodlagos kiértékelése, feldolgozása, értelmezése. összevetés a laboratóriumi adatokkal. Az értelmezés azt jelenti, hogy az előzetes Ez egy visszacsatolási folyamat, mert a Földtani, mérnöki, kémiai stb. adatokat a mérési eredményekre kiterjesztjük a Feldolgozott geofizikai adatokkal laboratóriumi adatokból levont Összevetjük, korrelációkat, összefüggéseket következtetéseket. Azaz a rendelkezésre álló Keresünk közöttük. minden adat és geofizikai mérési eredmények egységes szerkezetű újra értelmezése folyik (geofizikus és környezetvédelmi szakember közösen végzi ezt a feladatot). 6. A szakvélemény megírása.


30

TALAJVÉDELEM 3.4.5 Kárfelmérés, környezeti állapot felmérés információs alapjai: INFORMÁCIÓ FORRÁSOK: Jogi szabályozás Üzemi bizonylatok Szóbeli információk (riportok) Térképek, helyszínrajzok, tervek, rajzok Légi felvételek Alap adatok

= helyszíni leírások = technológiai leírások = rajzok = anyag listák = közművek = tároló terek = fényképek

Környezet

Káreseményi tényfeltárás (mintavételek)

Szennyező anyag + környezete laboratóriumi vizsgálata = térképek = térképek - szennyező= helyszínrajz = helyszínrajz anyag vizsgálat = földrajzi = közművek (kémiai): adatok rajza = talajban = meteor. = az esemény = talajvízben Adatok leírása - talaj vizsgálat: = földtani adatok = feltárási terv = talajfizika, = vízföldtani = mintavételi = geotechnikai adatok terv = talajlevegő = talajvíz adatok = geodéziai = kőzettani = szelvények felvétel, bemérés = kémiai = egyéb = vízszintek - talajvíz táblázatos adatok = közvetett vizsgálat = rajzok feltárási adatok (általános) = fényképek = geofizikai adatok = fényképek

Terjedési modellezés

= leírás = koordináták = földtani felépítés = vízszintek, nyomások = talajfizikai adatok = szennyező anyagok eloszlási képe = terjedési adatok = elérési idők térben = grafikonok = táblázatok

Mentesítési terv

= műszaki leírások = tervek = szakági tervek = számítások = térképek = helyszínrajz = tematikus térképek = szelvények = rajzok = fényképek, képek = táblázatok = költség kiírások = engedélyek


31

3. A SZENNYEZŐDÉSEK FELTÁRÁSA, LEHATÁROLÁSA, MINTAVÉTELI ÉS VIZSGÁLATI MÓDSZEREK

Recommend Documents