5 MELLÉKLET TALAJ, VÍZ ÉS ÜLEDÉK KAPCSOLATOK A VÍZGY JT KÖN, MÓDSZERFEJLESZTÉS, EREDMÉNYEK

5

MELLÉKLET

TALAJ, VÍZ ÉS ÜLEDÉK KAPCSOLATOK A VÍZGYĥJTėKÖN, MÓDSZERFEJLESZTÉS, EREDMÉNYEK

149

150

ElĘszó Kis vízfolyásokon és az ezekhez kapcsolódó felszíni állóvizeken (halastavak, víztározók) a vízminĘségre jelentĘs hatással vannak a környezĘ talajjal kialakult kémiai és transzport kapcsolatok: az erózió és kilúgozási kölcsönhatások következtében a víztestbe oldott és lebegĘ anyagok kerülhetnek be. Nagymértékben hozzájárulhat a vízminĘség alakulásához a környezĘ vegetációval való kölcsönhatás is, s az ebbĘl a vízbe bekerülĘ biomassza. Mindezen hatások befolyásolják az üledékképzĘdés lehetĘségeit is, amelyet azonban elsĘdlegesen hidromorfológiai tényezĘk határoznak meg, de gyakran az antropogén terhelések is meghatározó szerephez juthatnak benne. Kis vízfolyásokon létesített tavak esetében többnyire az üledék az egyetlen olyan dokumentum, amely a vízrendszert ért hatásokat Ęrzi és így az üledékben felhalmozódott anyagok meghatározása a vízrendszert ért korábbi terhelések becslését is lehetĘvé teszi. Állóvizekben az üledék a szennyezések szempontjából csapdának tekinthetĘ, azonban a vízminĘség változásai (pH, redox-potenciál, hĘmérséklet) remobilizációt idézhetnek elĘ, s ez által akár veszélyes anyagok is mobilizálódhatnak, s rontják a vízminĘséget. Patakokban az üledékképzĘdést és szállítást a vízmozgás döntĘen meghatározza, s az üledék vizsgálata ez esetben elsĘsorban az erózióról, a pontszerĦ szennyezések terjedésérĘl és kiürülésének sebességérĘl nyújthat értékes információt. Kis vízfolyások monitorozásában a fentiek szerint az üledékvizsgálatok fontos információkat szolgáltatnak a vízrendszer állapotáról, a vízrendszert ért terhelésekrĘl, a szennyezések eredetérĘl, idĘbeli kialakulásáról, transzportjáról, s az ökológiai állapot javításának lehetĘségeirĘl. Mindezeket figyelembe véve az alapjában véve vízminĘségi monitoring programunkat a kiválasztott három vízgyĦjtĘ terület jellegzetességeinek megfelelĘen üledékvizsgálatokkal egészítettük ki, s továbbfejlesztettük az e célra alkalmazható analitikai módszereket. E munkában felhasználtuk a Rákos-patakon és Galgán tíz éve folyó ezirányú vizsgálataink és módszerfejlesztési munkánk eredményeit is, melyeket a jelent projekt keretében végzett újabb vizsgálatokkal kiegészítve egységes keretbe foglalva ismertetünk. Az antropogén terhelések indikátoraként az üledék mennyiségét, s a különbözĘ elemek elsĘsorban a nehézfémek akkumulációját és speciációját választottuk, de a szervesanyag tartalmat és a talajhigiéniai állapotot is több esetben felhasználtuk az állapotértékeléshez. Az üledékvizsgálatokat a következĘ célkitĦzések szerint folytattuk: 1. A három vízgyĦjtĘ összehasonlítása az üledék akkumuláció szempontjából. 2. Az antropogén hatásokat jelzĘ elemakkumulációk kimutatása és a terhelés feltételezhetĘ eredetének azonosítása az elemanalitikai adatok statisztikai értékelése alapján. Az üledék szállításának modellezése azonosítható pontszerĦ forrás esetén. 3. Az üledékképzĘdés idĘskálájának becslése elemanalitikai és radiokémiai módszerekkel. 4. Üledékek elemtartalmának frakcionálása vízi környezetben történĘ mobilizáció szempontjából. 5. Szennyezett üledékek ökotoxikológiai potenciáljának jellemzésére szolgáló módszerek fejlesztése. 6. A vízgyĦjtĘ területek radiológiai felmérése, a talaj/üledék kölcsönhatások értékelése radiokémiai módszerekkel. E témakörökbĘl eddig több diploma- és TDK munka és egy PhD értekezés készült a konzorciumi tagoknál, további két PhD értekezés pedig a jelen projekt támogatását is

151

felhasználva készül. Több folyóiratban és konferencián is közöltük már az eredményeket, s ezért a most következĘ leírásban a részleteket illetĘen e publikációkra utalunk. 5.1

A HÁROM VÍZGYĥJTė ÖSSZEHASONLÍTÁSA AZ ÜLEDÉKAKKUMULÁCIÓ SZEMPONTJÁBÓL

5.1.1 Rákos-patak A Rákos-patak alapvetĘen síkvidéki jellegĦ. A kijelölt elsĘ víztestnél (a forrásoktól a tavakig) a legnagyobb az esése, részben természetes, részben mesterségesen burkolt mederben halad. KismértékĦ üledékképzĘdés fĘleg a természetes állapotú mederszakaszokban lehetséges. Az üledékképzĘdés szempontjából kritikus szakasz a második víztest, a GödöllĘ és Isaszeg közötti kilenc egységbĘl álló tórendszer, amelynek I. egysége 1995. elĘtt GödöllĘ tisztított szennyvizét is befogadta, a VII. tóba pedig a GödöllĘi Gépgyár csapadékvíz-elvezetĘ csatornáját vezették be. E tavakban jelentĘs mértékĦ az üledék-felhalmozódás, méréseink szerint több tóban a tározótér 70 %-át is elfoglalja. Itt tehát mind az elem-felhalmozódások mértéke, eredete, idĘbeli kialakulása, a remobilizálódás kockázata és ökotoxikológiai hatása is vizsgálható. E területen a radiokémiai háttér, s ennek segítségével a talaj/üledék kapcsolat is vizsgálandó. Ezt a víztestet tekintettük az üledékvizsgálatok szempontjából olyan modell-területnek, ahol minden feltett kérdésünkre választ kereshettünk, s módszerfejlesztési munkánkhoz is bĘségesen ellátott bennünket mintaanyaggal. A harmadik víztest az Isaszeget és Pécelt magába foglaló szakasz nagyrészt természetes mederben folyik, az üledékképzĘdés nem jelentĘs. Még kevésbé kell üledékképzĘdéssel számolni, a mesterségesen burkolt mederben haladó negyedik (budapesti) víztest esetében. 5.1.2 Galga-patak A Galga dombvidéki és síkvidéki szakaszokból áll, így az egyes mederszakaszokon különbözĘ az üledék lerakódás valószínĦsége. Ugyanakkor a vízmozgás és vízhozam ingadozásai az üledék hossz-szelvény szerinti elmozdulását elĘsegítik. Azonosítható pontszerĦ szennyezés szállításának tanulmányozására ezért a Galga kínált modellterületet számunkra. E vizsgálatokat és a talajerózió/üledék kapcsolatok tanulmányozását azonban erĘsen korlátozta a Galgán 2004. júniusában elvégzett mederkotrás, mivel az üledéket a partmenti töltésre helyezték ki. 5.1.3 Nagy-patak – Csórréti tározó A rendszer üledékképzĘdés szempontjából kitüntetett eleme a mély, rétegezett víztározó. Itt az antropogén terhelések miatti üledékképzĘdéssel gyakorlatilag nem kell számolni. Érdekes kérdés viszont a meredek partfal esések miatt a talajerózió és kilúgozódás szerepe az üledékképzĘdésben. Ennek becsléséhez a radiológiai vizsgálati módszereket alkalmaztunk.

152

5.2

AZ ANTROPOGÉN EREDETĥ ELEMAKKUMULÁCIÓK KIMUTATÁSA, EREDETÜK FELDERÍTÉSE

5.2.1

Az elemakkumulációk kimutatásának módszerei, mintavétel, minta elĘkészítés, elemanalízis A három vízgyĦjtĘ terület üledékakkumuláció szempontjából nagy különbségeket mutat, az egyes vízgyĦjtĘkön más-más kérdések tehetĘk föl, s ennek megfelelĘ más-más mintavételi stratégia alkalmazására volt szükség. A Rákos-patakon és a GödöllĘ és Isaszeg közötti tórendszerben már 1994/1995-tĘl folytatunk üledékvizsgálatokat, a Galgán 2000-tĘl. Csórréten antropogén terhelésekkel nem számoltunk, így itt e kérdésekkel nem foglalkoztunk. A mintavételi stratégiákat célszerĦen a Rákos-patakon és a Galga-patakon végzett vizsgálataink eredményeivel együtt ismertetjük. 5.2.1.1 Üledék mintavétel Kevert iszapminták vételére nyeles iszapmerítĘt használtunk. A mintákat polietilén fóliával bélelt fedeles befĘttes üvegekben szállítottuk a laboratóriumba, ahol a vizsgálatok megkezdéséig +4 oC-on hĦtĘszekrényben tároltuk. A kémiai analízis elĘtt a mintákat nedvesen keveréssel homogenizáltuk, majd 105 oC-on szárítottuk. A száraz mintát kalapácsos darálóval 2 mm lyukátmérĘjĦ szitán átdaráltuk. Iszap rétegminták vételéhez a Braun et al. (1995) által kifejlesztett 5 cm belsĘ átmérĘjĦ dugattyús mintavevĘ pisztont használtuk. A kiemelt üledékoszlopot nedves állapotban, mĦanyag fóliába csomagolva, hosszában félbevágott PVCcsövekben szállítottuk a laboratóriumba, ahol mĦanyag késsel 5 cm vastagságú szeletekre vágtuk, 105 oC-on szárítottuk, és achát mozsárban porítottuk. 5.2.1.2 Talajmintavétel A talajmintákat kézi fúró, illetve a talaj felsĘ rétegébĘl (0-15 cm) kézi ásó segítségével vettük. Átlagminta vételkor a teljes mintamennyiséget egyetlen polietilén zacskóba töltöttük, rétegminták vételekor az egyes rétegeket külön gyĦjtöttük. A mintákat a laboratóriumban kiterítve szárítottuk és légszáraz állapotban kalapácsos darálóval 2 mm lyukátmérĘjĦ szitán átdaráltuk. 5.2.1.3 Üledék- és talajminták elĘkészítése Az 1994-ben vett mintákat az akkor érvényes MI-08-1735-1990 mĦszaki irányelv ajánlásait követve készítettük elĘ elemanalízisre. Mintánként három ismétlésben 5 g üledéket 50 cm3 2 M HNO3 oldattal mĦanyag flakonban 2 órán át körkörös rázógéppel rázattunk, majd e szuszpenziót 0,5 µm pórusméretĦ szĦrĘn szĦrtük. 1995-tĘl az MSZ-318, késĘbb az MSZ-21470-50 szabványok elĘírásait követve a talaj és üledékmintákat tömény salétromsav és hidrogén-peroxid elegyében végzett feltárással készítettük elĘ elemanalízisre. 0,5 g homogenizált szárazanyagot 5 cm3 65 (m/m) %-os salétromsav és 2 cm3 30 (m/m) %-os hidrogén-peroxid elegyében MILESTONE 1200 MEGA berendezésben az alábbi teljesítmény-program szerint roncsoltunk: 6 percig 250 W; 6 percig 400 W; 6 percig 650 W; 6 percig 250 W; 5 percig hĦtés. Az oldatot G ¼ szĦrĘpapíron szĦrtük és 25 cm3-re töltöttük fel ionmentes vízzel.

153

5.2.1.4 Elemanalízis Az elemzésre elĘkészített oldatmintákból tizenöt elem (Al, As, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, P, Pb, Zn, V) koncentrációját határoztuk meg induktív csatolású plazma atom emissziós spektrométerrel (ICP-AES). A méréseket Jobin Yvon 24 szekvenciális rendszerĦ készülékkel végeztük a GATE (2000-tĘl SZIE) akkreditált (NAT) Központi Laboratóriumában. Mérési körülmények: beesĘ teljesítmény = 1 kW, plazma gáz = 12 dm3/perc argon, burkoló gáz = 0,2 dm3/perc argon, porlasztó gáz = 1,1 dm3/perc argon. Porlasztás: Meinhardt típusú koncentrikus porlasztóval; oldatfelvétel = 1 cm3/perc. Az elemzĘvonalak hullámhosszát a gyári ajánlások szerint választottuk meg. 5.2.2

Elemakkumulációk a Rákos-patak gödöllĘi szakaszán és a GödöllĘ és Isaszeg közötti tórendszerben A Rákos-patak gödöllĘi szakasza és GödöllĘ és Isaszeg közötti tórendszer az antropogén hatásokat jelzĘ üledékképzĘdés szempontjából kiemelt érdeklĘdésre tart számot. A tórendszeren már 1995-ben megkezdtük részletes vizsgálatainkat, melyeket 2003-ban a Rákos-patak gödöllĘi szakaszára vonatkozóan további talaj- és üledékvizsgálatokkal egészítettünk ki. Jelen projektünk keretében a vízgyĦjtĘ teljes hosszában vettünk talajmintákat, ezeket azonban még csak radiológiai szempontból értékeltük. A 39. Táblázat mutatja a három alkalommal végzett mintavételek jelöléseit és helyi megfeleltetéseit. A mintavételi stratégiát három célkitĦzésnek megfelelĘen alakítottuk ki: 1. Cél: Az antropogén eredetĦ elemakkumulációk feltérképezése. Indikátorelemek: Nehézfémek, foszfor Mintavétel módja: Felszíni üledékminta vétel a vízáramlás (Rákos-patak 2003) és a vízkormányzás iránya (I-IX. tó, 1995) szerint. 2. Cél: Az üledék idĘbeli kialakulásának vizsgálata a tórendszerben. Indikátor: Nehézfémek, foszfor, természetes (K-40) és mesterséges (Cs-137, Cs-134) radionuklidok. Mintavétel módja: Réteg mintavétel a tavak üledékébĘl a feltérképezés során meghatározott elemakkumulációk helyén. 3. Cél: Az üledékben felhalmozódott potenciálisan toxikus elemek mobilizálódási lehetĘségének becslése Indikátor: Szekvens extrakciós technikákkal nyerhetĘ elemfrakciók aránya. Mintavétel: Az elĘzĘ pont szerinti réteg mintavétel mintáiból jellemzĘ szennyezéseket tartalmazó részminták kijelölése. Az 1. célkitĦzésnek megfelelĘ mintavételi pontok kijelölését a tórendszerben az 61. ábra mutatja.

154

39. Táblázat: A Rákos-patak vízgyĦjtĘjén végzett üledék- és talajmintavételek idĘpontjai és helyei és jelölései Hely

2005. FĘág

Forrás (GödöllĘ) Blaha fürdĘ Galamb utca Mátyás király út Buszpályaudvar FürdĘ utca (GödöllĘ) I. tó II. tó III. tó IV. tó V. tó VI. tó VII. tó VIII. tó IX. tó Isaszeg (híd) Pécel (vízmérce)

RP 31

RP 30 RP 29 RP 28 RP 27 RP 26 RP 25 RP 24 RP 23 RP 22 RP 21 RP 20 RP 19 RP 18

2003. mellékág (Szilhát) Sz 1 Sz 2 Sz 3 Sz 4

Rp 1 Rp 2 Rp 3 Rp 4 Rp 5 Rp 7 Rp 8, Rp 9

1995.

I/1/2/3/4/5/6/7/8/9 II/1/2 III/1/2/3 IV/1 V/1 VII/1/2/3/4/5/6/7 VIII/1/2 IX/1

155

61. ábra: Üledék mintavételi pontok a tórendszerben 1. Ábra Üledék mintavételi pontok a GödöllĘ-Isaszegi tórendszerben Rákos-patak Ο

Kommunális tisztított szennyvíz

IV. tó

Ο Ο

⊕

Ο Ο

⊕

⊕

Ο Ο

Ο Ο

⊕

⊕

I. tó

Ο Ο

II. tó

Ο ΟΟ

III. tó

+ ⊕

Ο

V. tó

+

VI. tó

⊕

⊕

⊕

⊕

⊕

Gépgyári csapadékelvezetĘ csatorna

⊕

⊕

VII. tó

Ο felszíni üledék mintavétel

Ο Ο

VIII. tó

Ο

IX. tó

+ rétegmintavétel Rákos-patak

5.2.3 Elemfeldúsulások az üledék felsĘ rétegében a GödöllĘ és Isaszegi tórendszerben A 62. ábra és a 75. ábra közötti ábrákon a vízkormányzási irányok szerint rendezett mintavételi pontokban mért elemkoncentrációkat ábrázoltuk. Az I. és a VII. tóban jelentĘs elemfeldúsulások tapasztalhatók. A VII. tóban szinte valamennyi nehézfém koncentrációja magasabb, mint az I. tóban. Ez a jelenség a VII. tóba torkolló ipari csapadékvíz elvezetĘ csatornával hozható összefüggésbe. Az I. tóban mért kiugróan magas P-koncentráció jelzi a tavat korábban ért kommunális szennyvízterhelés hatását. Az eredmények statisztikai fĘkomponens analízise megerĘsítette ezeket a hipotéziseket (Kruppiné Fekete Ilona (2002).

156

62. ábra: Az As tartalom eloszlása a tórendszer iszapjában

14

12

As, mg/kg

10

8

6

4

2

0 Rp/1

I/I

I/2

I/3

I/4

I/5

II/1

II/2

III/1

III/2

III/3

IV/1

V/1

VI/1 VII/2 VII/3 VII/6 VII/7 VIII/1 VIII/2 IX/1

mintavételi helyek hosszszelvény szerint 2. ábra Az arzéntartalom (mg/kg) eloszlása a tórendszer iszapjában

63. ábra: A foszfortartalom eloszlása a tórendszer iszapjában

7000 6000

4000 3000 2000 1000

3. ábra A foszfortartalom (mg/kg) eloszlása a tórendszer iszapjában

157

IX /1

II I/2 V

II /7

II /6

II I/1 V

V

II /3

mintavételi helyek hosszszelvény szerint

V

V

I/1

/1

/1

II /2 V

V

V

IV

II I/3

II I/2

II I/1

II /2

II /1

I/5

I/4

I/3

I/2

I/I

p/ 1

0 R

P, mg/kg

5000

64. ábra: A Zn tartalom eloszlása a tórendszer iszapjában 1600

1400

1200

Zn, mg/kg

1000

800

600

400

200

0 Rp/1

I/I

I/2

I/3

I/4

I/5

II/1

II/2

III/1

III/2

III/3

IV/1

V/1

VI/1 VII/2

VII/3 VII/6

VII/7 VIII/1 VIII/2

IX/1


4. ábra A cinktartalom (mg/kg) eloszlása a tórendszer iszapjában 350

300

200

150

100

50

IX /1

II I/2 V

II /7

II /6

II /3

II /2

II I/1 V

V

V

V

V

/1

I/1

V

V

IV /1

II I/3

II I/2

II /2

II I/1

I/5

II /1

I/4

I/3

I/I

I/2

p/ 1

0 R

Pb, mg/kg

250

mintavételi helyek hosszszelvény szerint 5. ábra Az ólomtartalom (mg/kg) eloszlása a tórendszer iszapjában

65. ábra: A Pb tartalom eloszlása a tórendszer iszapjában

158

66. ábra: A Co tartalom eloszlása a tórendszer iszapjában 10

9

8

Co, mg/kg

7

6

5

4

3

2

1

IX /1

II I/2 V

II I/1 V

II /7 V

II /6 V

II /3 V

V

II /2

/1

/1

I/1 V

V

IV

II I/3

II I/2

II I/1

II /2

I/5

II /1

I/4

I/3

I/2

I/I

R

p/ 1

0


6. ábra A kobalttartalom (mg/kg) eloszlása a tórendszer iszapjában 45 40 35

Cd, mg/kg

30 25 20 15 10 5 0 Rp/1

I/I

I/2

I/3

I/4

I/5

II/1

II/2

III/2

III/3

IV/1

V/1

VI/1

VII/2 VII/3 VII/6 VII/7 VIII/1 VIII/2 IX/1

-5

mintavételi helyek hosszszelvény szerint 7. ábra A kadmiumtartalom (mg/kg) eloszlása a tórendszer iszapjában

67. ábra: A Cd tartalom eloszlása a tórendszer iszapjában

159

68. ábra: A Ni tartalom eloszlása a tórendszer iszapjában 140

120

Ni, mg/kg

100

80

60

40

20

0 Rp/1

I/I

I/2

I/3

I/4

I/5

II/1

II/2

III/1

III/2

III/3

IV/1

V/1

VI/1

VII/2

VII/3

VII/6 VII/7 VIII/1 VIII/2 IX/1

mintavételi helyek hosszszelvény szerint 8. ábra A nikkeltartalom (mg/kg) eloszlása a tórendszer iszapjában

69. ábra: A Fe tartalom eloszlása a tórendszer iszapjában 14000 12000

Fe,mg/kg

10000 8000 6000 4000 2000 0 Rp/1

I/I

I/2

I/3

I/4

I/5

II/1

II/2

III/1

III/2

III/3

IV/1

V/1

VI/1

VII/2 VII/3 VII/6 VII/7 VIII/1 VIII/2 IX/1

mintavételi helyek hosszszelvény szerint 9.ábra A vastartalom (mg/kg) eloszlása a tórendszer iszapjában

160

70. ábra: A Mn tartalom eloszlása a tórendszer iszapjában 2500

2000

Mn, mg/kg

1500

1000

500

0 Rp/1

I/I

I/2

I/3

I/4

I/5

II/1

II/2

III/1

III/2

III/3

IV/1

V/1

VI/1

VII/2 VII/3


-500

mintavételi helyek hosszszelvény szerint 10. ábra A mangántartalom (mg/kg) eloszlása a tórendszer iszapjában

71. ábra: A Mg tartalom eloszlása a tórendszer iszapjában 7000

6000

Mg, mg/kg

5000

4000

3000

2000

1000

0 Rp/1

I/I

I/2

I/3

I/4

I/5

II/1

II/2

III/1

III/2

III/3

IV/1

V/1

VI/1

VII/2 VII/3


mintavételi helyek hosszszelvény szerint 11. ábra A magnéziumtartalom (mg/kg) eloszlása a tórendszer iszapjában

161

72. ábra: A Cr tartalom eloszlása a tórendszer iszapjában 1800 1600 1400

Cr, mg/kg

1200 1000 800 600 400 200

IX /1

II I/1

II I/2 V

II /7

V

V

II /6

II /3 V

V

I/1

/1

II /2 V

V

V

IV /1

II I/3

II I/2

II I/1

II /2

II /1

I/5

I/4

I/3

I/2

I/I

R

p/ 1

0

mintavételi helyek hosszszelvény szerint 12. ábra A krómtartalom (mg/kg) eloszlása a tórendszer iszapjában

73. ábra: A vanádium tartalom eloszlása a tórendszer iszapjában 35

30

V, mg/kg

25

20

15

10

5

0 Rp/1

I/I

I/2

I/3

I/4

I/5

II/1

II/2

III/1

III/2

III/3

IV/1

V/1

VI/1

VII/2

VII/3

mintavételi helyek hosszszelvény szerint 13. ábra A vanádiumtartalom (mg/kg) eloszlása a tórendszer iszapjában

162

VII/6

VII/7 VIII/1 VIII/2

IX/1

74. ábra: A Cu tartalom eloszlása a tórendszer iszapjában 450 400 350

Cu, mg/kg

300 250 200 150 100 50 0 Rp/1

I/I

I/2

I/3

I/4

I/5

II/1

II/2

III/1

III/2

III/3

IV/1

V/1

VI/1

VII/2

VII/3 VII/6

VII/7 VIII/1 VIII/2 IX/1

mintavételi helyek hosszszelvény szerint 14. ábra A réztartalom (mg/kg) eloszlása a tórendszer iszapjában

75. ábra: Az Al tartalom eloszlása a tórendszer iszapjában 9000 8000 7000

Al, mg/kg

6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 Rp/1

I/I

I/2

I/3

I/4

I/5

II/1

II/2

III/1

III/2

III/3

IV/1

V/1

VI/1

VII/2 VII/3


mintavételi helyek hosszszelvény szerint 15. ábra Az alumíniumtartalom (mg/kg) eloszlása a tórendszer iszapjában

163

5.2.4 Az elemakkumulációk antropogén eredetének vizsgálata Az üledékminták elemtartalmait a mintavételi helyek folyás irány szerinti sorrendjében ábrázoltuk a Rákos-patak forrásától (Rp1) a GödöllĘ és Isaszeg közötti tórendszer utolsó (IX.) taváig. A megfelelĘ talajmintákban mért elemkoncentrációkat a 39. Táblázat tartalmazza. Az elemek alumíniumhoz viszonyított un. geológiai dúsítási faktor értékeit szintén ábrázoltuk a mintavételi helyek szerint. Az alumínium, mint a szilícium mellett fĘ kĘzetalkotó elem jó viszonyítási alap, mivel a különbözĘ kĘzetekben az adott elemeknek az alumíniumhoz viszonyított aránya geológiailag meghatározott. Egy elem geológiai dúsítási faktora a (Cx üledék/CAl üledék) / (Cx talaj/CAl talaj) koncentráció hányadosokból számítható. Ha a kapott arány az üledékben megváltozik (egynél kisebb vagy nagyobb), akkor ez a geológiai háttért megváltoztató antropogén hatásra utal (az elem felhígul, vagy akkumulálódik az üledékben). A vizsgált elemek eloszlásáról és mintavételi helyek szerinti felhalmozódásáról az alábbiakat állapítottuk meg: • • •

•

A vas és a mangán mintavételi helyek szerinti eloszlásában egyértelmĦ tendencia nem tapasztalható. Mindkét elem fĘként geológiai háttérbĘl származik. Ezt megerĘsíti, hogy a vas geológiai dúsítási faktora valamennyi pontban egy körüli érték (76. ábra és 77. ábra). A vanádium a koncentrációt tekintve szabálytalan eloszlást mutat (80. ábra), a dúsítási faktor diagram szerint (81. ábra) az I. és VII. tónál a talajhoz képest feldúsulás tapasztalható az üledékben. Az üledék alumínium koncentrációja mind a Rákos-patak fĘágában, mind a Szilháti mellékágban már a forrásvidéken nagy (82. ábra). A forrásvidék viszonylag érintetlen talajában és az üledékben azonos nagyságrendĦ az alumínium koncentráció (39. Táblázat). Ez az üledék geológiai meghatározottságára utal. A foszfor koncentráció a Rákos-patak üledékében a forrástól (Rp1) az autóbusz pályaudvarig (Rp5) enyhén emelkedik, majd az azt követĘ bukónál kiülepedik, és az Alsóparki szakasz (Rp 6) tisztább a foszforra nézve (83. ábra). Az Rp7 pontban egy kisebb dúsulás figyelhetĘ meg, az I. tóban pedig igen erĘteljes felhalmozódás tapasztalható. A foszfor feldúsulás kommunális eredetĦ szennyezésre utal. Az antropogén eredetet a geológiai dúsítási faktoroknál tapasztalt helyenként 1 fölötti érték is megerĘsíti, különösen a tavaknál (83. ábra). A mérsékeltebb dúsulás a szennyvízszikkasztókból, vagy mezĘgazdasági tevékenységbĘl (kiskertek) diffúz szennyezés útján kerülhet a patakba, az I. tó üledékében nagy mennyiségben felhalmozódó foszfor a korábbi kommunális szennyvíz bevezetésnek lehet a következménye.

164

76. ábra: A vas koncentrációjának változása az üledékben a víz áramlási iránya szerint

77. ábra: A vas geológiai dúsítási faktorának változása az üledékben a víz áramlási iránya szerint

165

78. ábra: A mangán koncentrációjának változása az üledékben a víz áramlási iránya szerint

79. ábra: A mangán geológiai dúsítási faktorának változása az üledékben a víz áramlási iránya szerint

166

80. ábra: A vanádium koncentrációjának változása az üledékben a víz áramlási iránya szerint

81. ábra: A vanádium geológiai dúsítási faktorának változása az üledékben a víz áramlási iránya szerint

167

82. ábra: Az alumínium koncentrációjának változása az üledékben a víz áramlási iránya szerint

40. Táblázat: A Rákos-patak melletti talajban mért elemek koncentrációi (mg/kg) Minta jele Rp1 Rp2 Rp3 Rp4 Rp5 Rp6 Rp7 Rp8 Rp9 Sz1 Sz3 Sz4 Ip

VIIp

Zn 249 327 384 326 331 297 215 31,5 57,9 187 211 234 24,5

P 341 670 695 1840 951 964 738 584 1040 475 633 987 555

Pb 9,15 23,6 429 47,6 42,4 45,9 23,6 8,28 15,2 10,2 38,2 16,3 20,2

Ni 17,12 17,1 31,1 18 27,4 17,2 20,7 8,51 9,89 15,3 18 16,5 10,1

Mn 333 370 1150 435 630 560 361 263 286 290 469 420 565

Fe 13300 12800 24500 14300 21600 13100 13600 7810 8200 12100 20100 26200 10400

Cr 24,2 23,5 54,2 22 32,6 23,4 25,1 11,9 15,7 16 27,4 21,3 14

V 15,6 16,6 48,8 16,9 26,9 18,3 20 12,2 12,8 11,2 16,9 14,5 12,9

67,6 584 13,5

22,5

454 15500

34,7

26,8 22,9

168

Cu 11,2 37,2 83,1 31,3 32,9 30,2 16,3 10,4 12,5 11,4 20,3 13,7 6,65

As 3,4 6,7 2,9 11,5 0,6 2,6 2,3 1,2 1,2 3,6 -

-

Al 18400 14600 25900 13400 23500 16000 17700 6460 6420 12400 19600 26600 7850

Cd 0,67 0,76 1,9 2,9 1 0,9 0,8 0,05 0,05 0,58 1,2 0,8 0,05

18600 0,05

83. ábra: A foszfor koncentrációjának változása az üledékben a víz áramlási iránya szerint

84. ábra: A foszfor geológiai dúsítási faktorának változása az üledékben a víz áramlási iránya szerint

169

Az is látható, hogy a bevezetett szennyvíz foszfortartalmának jelentĘs része az I. tóban kiülepedett, és az azt követĘ tavakban mérséklĘdött az üledék foszfor koncentrációja. A felhalmozódott foszfor-tápanyag hatására erĘteljes eutrofizáció tapasztalható az I. tavon. A réz koncentrációja a forrásvidékhez képest az Rp7 pontban nagyobb, majd az I. tó üledékében erĘteljes dúsulás tapasztalható, és a VII. tó üledékének rézkoncentrációja is jelentĘs (85. ábra). A dúsítási faktor diagram (86. ábra) teljesen hasonló eloszlást mutat, mint az abszolút koncentráció eloszlása, azaz a fent említett pontokban az üledék összetételében antropogén hatás tapasztalható. A rézszennyezés származhat a kommunális szennyvízbĘl, amely tartalmazhat vízvezeték hálózatból kioldódott rezet, valamint a szennyezés ipari eredetĦ is lehet, de nem zárható ki a kertekben felhasznált réztartalmú növényvédĘ szerekbĘl eredĘ szennyezés sem. A Rákos-patak üledékében ólom feldúsulást az Rp5, Rp7 és Rp8 pontokban tapasztaltunk (87. ábra). A geológiai dúsítási faktorok ezekben a pontokban, valamint a Szilháti mellékág Sz4 pontjában antropogén hatásra utalnak (88. ábra). Az ólom feltehetĘen a csapadékvízzel került a patakba, és valószínĦleg a közlekedésbĘl származik. A VII. tó üledékében jelentĘs mértékben felhalmozódott ólom az egykori gépgyár csapadékvíz elvezetĘ csatornáján keresztül juthatott a tóba. A Rákos-patak üledékében mért arzén koncentráció értékek (89. ábra) a kimutatási határ közelébe esnek, a Szilháti mellékág, és az I-V. tavak üledékében az arzén jól kimutatható mennyiségben van jelen, míg a VII. tó üledékében egyértelmĦ arzén feldúsulás tapasztalható. Az arzén koncentráció itt sem haladja meg a szennyvíziszapok mezĘgazdasági felhasználása esetén megengedett határértékeket (50/2001. Kormányrendelet). A kadmiumot az arzénhez hasonlóan a Rákos-patak fĘágának üledékében nem tudtuk kimutatni, a Szilháti mellékágból és a tavakból származó üledékmintákban viszont kimutatható (90. ábra). A VII. tóban jelentĘs kadmium felhalmozódást tapasztaltunk, amely feltehetĘen a volt gépgyár csapadékvíz elvezetĘ csatornáján át jutott a tóba. A VII. tó üledékében mért kadmium koncentrációk többszörösen meghaladják a szennyvíziszapok mezĘgazdasági felhasználása esetén megengedett határértékeket (50/2001. Kormányrendelet), amit a revitalizáció szempontjából feltétlenül figyelembe kell venni. A Rákos-patak üledékének cink koncentrációja a talajhoz, mint geológiai háttérhez viszonyítva a folyás irány szerint egyre erĘsebben dúsul a fĘágban és a Szilháti mellékágban egyaránt (91. ábra és 92. ábra). Nagyobb koncentráció ill. dúsulás tapasztalható az Rp5, Rp7 és Sz4 pontokban (az autóbusz pályaudvar és a forgalmas keresztezĘdések közelében), ahol a cink csapadékvízzel mosódhatott a patakba, valamint az I. és fĘként a VII. tóban, ahol a cink feldúsulás ipari eredetĦ lehet.

170

85. ábra: A réz koncentrációjának változása az üledékben a víz áramlási iránya szerint

86. ábra: A réz geológiai dúsítási faktorának változása az üledékben a víz áramlási iránya szerint

171

87. ábra: Az ólom koncentrációjának változása az üledékben a víz áramlási iránya szerint

88. ábra: Az ólom geológiai dúsítási faktorának változása az üledékben a víz áramlási iránya szerint

172

89. ábra: Az arzén koncentrációjának változása az üledékben a víz áramlási iránya szerint

90. ábra: A kadmium koncentrációjának változása az üledékben a víz áramlási iránya szerint

173

91. ábra: A cink koncentrációjának változása az üledékben a víz áramlási iránya szerint

92. ábra: A cink geológiai dúsítási faktorának változása az üledékben a víz áramlási iránya szerint

174

93. ábra: A króm koncentrációjának változása az üledékben a víz áramlási iránya szerint

94. ábra: A króm geológiai dúsítási faktorának változása az üledékben a víz áramlási iránya szerint

175

95. ábra: A nikkel koncentrációjának változása az üledékben a víz áramlási iránya szerint

96. ábra: A nikkel geológiai dúsítási faktorának változása az üledékben a víz áramlási iránya szerint

176

Bár a talajhoz képest több mintavételi pontnál is dúsulás tapasztalható (93. ábra és 94. ábra), jelentĘsebb króm koncentrációval csak a VII. tó üledékében találkozunk. Az erĘteljes feldúsulás antropogén, feltehetĘen ipari eredetĦ szennyezésre utal, amely a volt gépgyár területérĘl kerülhetett a tóba. A VII. tó néhány üledék mintájában a mért króm koncentrációk meghaladják a szennyvíziszapok mezĘgazdasági felhasználása esetén megengedett határértékeket (50/2001. Kormányrendelet), amit a revitalizáció szempontjából feltétlenül figyelembe kell venni. A Rákos-patak Rp5 pontján mért nikkel koncentrációnövekedés valószínĦleg antropogén eredetĦ, ezt megelĘzĘen, és a tavakig terjedĘ szakaszon lényegében a geológiai háttérhez hasonló koncentrációk tapasztalhatók (95. ábra és 96. ábra). Az I. és VII. tavakban jelentĘs a nikkel felhalmozódás, amely valószínĦleg ipari eredetĦ (a városi szennyvíztisztító ipari szennyvizeket is fogad, ill. valószínĦsíthetĘ a volt gépgyár felĘl érkezĘ szennyezés is). Összegezve az antropogén elemakkumulációk vizsgálatának eredményeit megállapítható, hogy a tórendszer I. tavában felhalmozódott üledék eredete összefüggésbe hozható a városi szennyvíztiszítóból korábban (1995. elĘtt) történt szennyvízbevezetésekkel, s így az üledékképzĘdés anyagmérlegének idĘbeli elemzése összevethetĘ a 2005-ben végzett vízminĘségi monitoringból számított terhelési anyagmérlegekkel. E számításokról a 2004. és 2005. júliusában rendezett 47. és 48. Magyar Spektrokémiai VándorgyĦlésen számoltunk be (Halász et al. 2005; Fekete et al. 2004.). A konferencia kiadványban megjelent elĘadási anyagokat jelentésünkhöz mellékeljük. 5.2.5

Elemakkumulációk és elmozdulásuk a Galga-patak üledékében

5.2.5.1 Elemakkumulációk és antropogén eredetük vizsgálata (üledék/talaj/víz összetétel összehasonlítása) A Galga-patakon az egymást követĘ különbözĘ esésĦ szakaszokon megvan a hidromorfológiai lehetĘség az üledékképzĘdésre, s az üledék vízjárástól is függĘ tovább szállítására. Az üledékvizsgálatokat 2000-ben kezdtük, s olyan pontokat választottunk a mintavételre, ahol azonosítható pontszerĦ szennyezĘ forrásokat feltételeztünk. 2001-ben újabb részletes talajmintavétellel is egybekötött felmérést végeztünk. A 41. Táblázatban foglaltuk össze a 2004/2005-ben végzett vízminĘségi monitoringhoz kijelölt mintavételi pontok szerinti helyét és megnevezését e pontoknak. 41. Táblázat: A Galga-patakon az elemakkumuláció tanulmányozásához végzett mintavételek (üledék/talaj/víz) idĘpontja és helymegjelölésének megfeleltetése 2004/2005. Víz/partmenti talaj Aszód Szennyvíztelep után

G4

Aszód

G5

Domony Iklad Galgamácsa

G6 G7 G8

Püspökhatvan

G12

2001. Üledék/partfal talajból* HELYMEGJELÖLÉSEK Aszód 2 (Szennyvíztisztító után) Aszód 1 (30-as út keresztezĘdés) Iklad (mĦszergyárnál) Galgamácsa (Némedipatak befolyó után) Püspökhatvan (Magyarkai befolyó után)

177

2000. Üledék**/víz Aszód 2 (Szennyvíztisztító után) Aszód 1 (30-as út keresztezĘdés) Iklad (mĦszergyárnál) Galgamácsa (Némedipatak befolyó után) Püspökhatvan (Magyarkai befolyó után)

*A mederfal (töltés) talajából legfelül, középen és a vízszint fölött vett talaj rétegminták (0-4 cm, 4-8 cm, 8-12 cm) **Három alkalommal (2000 május, július és augusztus) jobbpart mellett, középen és balpart mellett vettünk üledékmintát. 2005. májusban ezzel egyidejĦleg vízmintavétel is történt. Az üledék és a víz összetétel összehasonlítás (2000. év) A 2000. évben lefolytatott vizsgálatok során három alkalommal vettünk üledékmintákat májusban, júliusban és augusztusban. A három különbözĘ idĘpontban vett mintákban mért elemkoncentrációkat az alábbi táblázatokban, a megfelelĘ helyeken vett vízmintákban mért koncentrációkat pedig a 7. táblázatban foglaltuk össze.

178

118 6,14 80,9 3000

1,05 3,49 1,18 100

2,54 15

3,19

2,99

1,55 1,92 2,05 2,6 3,13 2,75 10,5 17,3 4,06 2,43 5,15

Cr+Cu+Ni+Zn = max 4000 mg\kg

44,6 1,64 68,5 2,58 2,85 1,52 398 12,4 139 62,7 179

1,19 <0.1 0,95 2,88 4,74 1,61 <0.1 0,91 <0.1 <0.1 1,44

Püspökhatvan jobbpart 43+300 Püspökhatvan közép 43+300 Püspökhatvan balpart 43+300 Galgamácsa jobbpart 31+625 Galgamácsa közép 31+625 Galgamácsa balpart 31+625 Iklad közép 25+900 Iklad balpart 25+900 Aszód 30-as jobbpart 24+125 Aszód 30-as közép 24+125 Aszód 30-as balpart 24+125 Aszód Szennyvíztisztító jobbpart 22+675 Aszód Szennyvíztisztító közép 22+675 Aszód Szennyvíztisztító balpart 22+675 Határértékek mg.-i elh. esetén

Zn

As

Minta\Elem

179

31,2 1000

30,2

19,4

8,69 8 9,94 12,5 15,5 13,9 13,6 20,3 19,7 5,91 17,2

2000. Május Cd Pb

Üledékminták

42. Táblázat

18,5 200

26,8

30,3

16,4 18,5 21,8 29,9 31,5 33,6 28,7 36,5 31,7 11,5 33,3

Ni

658 2000

490

423

mg\kg 498 1080 539 701 1890 1270 464 484 647 379 636

Mn

37 1000

49,5

41,2

18,4 23,2 23,3 37,1 42,2 42,7 202 165 66,6 25,6 114

Cr

12,1 1000

27,9

23,7

8,58 9,72 11,8 15,4 21,9 17,9 25,7 28,2 22,5 7,55 24,7

Cu

14400

25700

26900

12000 16600 15500 25200 28100 28900 13900 17500 27900 9210 31600

Al

P

701

1130

978

536 638 676 684 1010 737 660 661 775 472 758

Határértékek: MI-08-1735-1990 alapján

15900

25300

27000

14300 18500 19000 25200 32600 30500 14800 17500 26700 10100 27400

Fe

Püspökhatvan jobbpart 43+300 Püspökhatvan közép 43+300 Püspökhatvan balpart 43+300 Galgamácsa jobbpart 31+625 Galgamácsa közép 31+625 Galgamácsa balpart 31+625 Iklad közép 25+900 Iklad balpart 25+900 Aszód 30-as jobbpart 24+125 Aszód 30-as közép 24+125 Aszód 30-as balpart 24+125 Aszód Szennyvíztisztító jobbpart 22+675 Aszód Szennyvíztisztító közép 22+675 Aszód Szennyvíztisztító balpart 22+675 Határértékek mg.- elh. esetén

Minta\Elem

25,4 132 147 123 331 97,8 164 3000

62 14,5 17,2 12 231 7,48 213 100

4,5 15

2,26

4,87

0,64 3,41 4,19 3,76

1,55 0,87 1,61 1,17 2,04

Cd

Cr+Cu+Ni+Zn = max 4000mg\kg

44,6 32,4 58,6 34,2 52,8

Zn

1,19 84,5 10,1 93 12,5

As

180

25,1 1000

22,1

28,1

6,34 12,4 15,3 13,7

8,69 3,02 12,5 7,05 12,6

32,1 200

14,1

36

9,43 27,2 25 21,5

16,4 15,7 40,2 16,9 22

2000. Július Pb Ni

Üledékminták

43. Táblázat

618 2000

429

347

500 585 522 437

498 439 464 427 724

mg\kg

Mn

76,6 1000

29,1

97

11,4 62,7 57,9 56,8

18,4 29,6 26,8 29,2 27,4

Cr

26,5 1000

17,1

39,3

2,51 18,7 20,4 22,1

8,58 2,03 14,4 8,41 13,8

Cu

31400

13400

31100

6400 30100 24100 26300

12000 4960 19900 12900 25300

Al


34500

11200

29700

9450 21200 17900 16900

14300 13000 12600 17200 17600

Fe

1020

958

925

232 784 846 625

536 1920 766 2090 768

P

Püspökhatvan jobbpart 43+300 Püspökhatvan közép 43+300 Püspökhatvan balpart 43+300 Galgamácsa jobbpart 31+625 Galgamácsa közép 31+625 Galgamácsa balpart 31+625 Iklad jobbpart 25+900 Iklad közép 25+900 Iklad balpart 25+900 Aszód 30-as jobbpart 24+125 Aszód 30-as közép 24+125 Aszód 30-as balpart 24+125 Aszód Szennyvíztisztító jobbpart 22+675 Aszód Szennyvíztisztító közép 22+675 Aszód Szennyvíztisztító balpart 22+675 Határértékek mg.-i elh. esetén

Minta\Elem

140 90,7 130 99,8 68,3 3000

9,55 9,15 8,31 4,25 4,53 100

3,66 2,75 2,38 1,58 1,51 15

0,95 1,7 1,18 1,47 1,81 2,25 9,9 11 8,11 21,4 27,8 17,3 1000

3,53 9,32 4,53 7,02 5,33 4,89 12,6

Pb

181

Cr+Cu+Ni+Zn = max 4000mg\kg

24,2 47,3 34,7 42 47,4 52,6 373

3,71 8,58 6,03 7,76 6,44 3,79 6,09

2000. Augusztus As Zn Cd

Üledékminták

44. Táblázat

mg\kg

Mn

21,9 772 18,5 402 16,6 416 10,1 362 10,2 359 200 2000

8,6 271 19,4 1010 11,6 834 24,5 604 14,1 483 10,9 449 31,8 380

Ni

4,93 11,6 8,32 11,7 7,05 6,01 25,9

Cu

59,1 15,4 39,1 13,3 37,6 16,1 18 19,7 19,1 32,2 1000 1000

8,52 20,3 14,8 21,7 23,3 22,5 156

Cr

19200 18800 17100 7950 9570

7270 19300 13200 18600 12500 7530 10900

Al

613 397 752 1010 455

366 362 474 514 439 399 496

P


14100 10700 12600 9540 7280

5750 12700 9670 10900 10300 5420 8240

Fe

A júliusi mintavétel során az MI-08-1735-1990 irányelv szerinti határértéket meghaladó arzénkoncentrációt mértünk az Aszódi Szennyvíztisztító Telep befolyásánál, a jobb-és balparton egyaránt. A megengedhetĘ érték: 100 mg/kg, a mintavételi helyen 231 mg/kg és 213 mg/kg mennyiségĦ arzént találtunk, ami a megengedhetĘnek több mint kétszerese. Az arzén Püspökhatvannál is elég magas koncentrációban volt jelen, amit jelzett a vízminták magas arzénkoncentrációja is, de az említett határértéket nem lépte túl. Cinkdúsulást tapasztaltunk az Ikladi MĦszergyár ipari-szennyvíz befolyásánál, amit két mérés az augusztusi és májusi - is megerĘsített. Aszódon a Szennyvíztisztítónál is magas volt a cink koncentrációja, és a 30-as út alatt a csapadékvíz bevezetésénél is. Az ikladi mĦszergyári befolyásnál az üledékek kadmium tartalma haladta meg a fenti határértéket. Magas volt a Szennyvíztisztító Telep befolyásnál a Galga üledékének ólomtartalma, de még jóval a határérték alatt volt. A nikkel koncentráció legmagasabb Galgamácsánál, ennél nem sokkal alacsonyabb Ikladon és Aszódon a Szennyvíztisztítónál. A mért értékek azonban a határértéket nem lépték túl. A mangán a legnagyobb dúsulást Galgamácsánál mutatta, de Püspökhatvannál is magas volt a koncentrációja. A Galgamácsán mért mangánkoncentráció az MI –08-1735-1990 határértéket megközelítette. A mintavételi helyeken a vaskoncentráció mindenhol magas volt, ami elsĘsorban geokémiai okokra vezethetĘ vissza. Különösen nagy volt a vaskoncentráció az Aszódi Szennyvíztisztító Telepnél, Galgamácsánál, és Aszódon a 30-as útnál. A legmagasabb króm koncentrációkat a Galga ikladi szakaszán mértünk, de Aszódon a Szennyvíztisztítónál is jelentĘs volt a króm koncentrációja. A réz koncentráció értékek az MI-08-1735-1990 határérték alatt voltak, de az Aszódi Szennyvíztisztítónál és Ikladon kiugró értékeket kaptunk. Aszódon a 30-as út mellett volt a legmagasabb alumínium koncentráció, ezt követte az Aszódi Szennyvíztisztítónál mért érték. Az Al magas koncentrációban van jelen Galgamácsán is. Galgamácsánál és Püspökhatvannál a Galga foszforterhelése jelentĘs volt, és kiemelkedĘen magas értékben volt jelen a foszfor Aszódon a Szennyvíztisztítónál is. A 2000. májusában vett vízminták elemzési eredményeit a 45. Táblázat tartalmazza.

182

45. Táblázat: A 2000. májusában vett vízminták elemanalízisének eredményei VÍZMINTÁK 2000. május Minta/Elem As Zn Cd Pb Ni Mn Fe Cr Cu Al µg/l 2 106 216 <1 1 251 Püspökhatvan Galga 32 <100 <100 <1 2 km 250 m Püspökhatvan 2 <100 <1 1 3 95 247 2 1 343 Megyerkei-patak Galgamácsa Galga 31 <100 9 <1 <2 3 144 367 1 1 461 km 625 m Galgamácsa Némedi <100 <100 <1 2 8 141 583 2 1 511 patak Iklad Galga 25 km 900 <100 14 <1 <2 2 92 193 <1 1 135 m Iklad MĦszergyári víz <100 38 1 <2 3 47 199 3 5 170 Iklad MĦszergyári víz 1 28 <1 2 2 116 287 1 2 183 befolyásnál Aszód Galga 30-as út <100 31 <1 2 4 156 302 1 1 222 alatt24 km 125 m Aszód Galga városi <100 27 1 1 7 118 207 2 2 164 csapadékvíz befolyásnál Aszód Ancsi-árok <100 18 <1 3 4 142 250 1 2 175 Aszód Galga <100 20 <1 <2 4 128 214 1 1 133 Szennyvíztiszt. Befolyás elĘtt Aszód Szennyvíztiszt. <100 20 <1 2 3 132 217 1 2 142 vize Aszód Szennyvíztisztító <100 38 <1 1 7 125 159 1 2 108 befolyás után Kiváló vízminĘség 10 50 0,5 5 15 50 100 5 5 20 Jó 20 75 1 20 30 100 200 10 10 50 TĦrhetĘ 50 100 2 50 50 100 500 20 50 200 Szennyezett 100 300 5 100 200 500 1000 50 100 500 ErĘsen szennyezett >100 >300 >5 >100 >200 >500 >1000 >50 >100 >500

P 274 6370 192 395 81 1300 94 77 76 95 84

76 647 40 100 200 500 >500

Határértékek az MSZ 12749:1993 alapján A vízben a Püspökhatvan Magyarkai-völgyi, és Ikladon a mĦszergyári víz befolyásnál mértünk a kimutatási határt meghaladó mennyiségben arzént. JelentĘsebb mennyiségĦ cinket Ikladon a mĦszergyári befolyónál, Aszódon a 30-as út alatt és a Szennyvíztisztító befolyás után találtunk, de az MSZ 12749-1993 (felszíni vizek minĘségi jellemzĘi) határértékeit nem haladta meg. Ikladon a mĦszergyári befolyónál és Aszódon a városi csapadék víz befolyásnál haladta meg a minták kadmiumtartalma a kimutatási határokat, a többi helyen nem volt kimutatható. Az ólom és nikkelkoncentrációk egyetlen mintában sem érték el a határértéket. A mangán tartalom érdekesen alakult az egyes helyeken. Püspökhatvannál, Galgamácsánál, Ikladon, Aszódon a 3oas útnál és a Szennyvíztisztítónál egyaránt meghaladta a tĦrhetĘ határértéket (MSZ 12749-

183

1993), s a víz a szennyezett kategóriába sorolható. MegfigyelhetĘ, hogy a Galgába befolyó vizek is szennyezettek mangánra vonatkozóan. Ezt támasztja alá a Galgamácsán becsatlakozó Némedi-patak, az aszódi Ancsi-árok és a Szennyvíztisztító vizének magas mangánkoncentrációja. A püspökhatvani Magyarkai-völgyi-patak és az ikladi mĦszergyári befolyónál viszont nem szennyezett a víz mangán tekintetében. A Galgamácsánál belépĘ Némedi-patak szennyezett a vasra nézve, a többi mintavételi hely vízminĘsége tĦrhetĘ, illetve jó. A króm és réz mennyisége nem haladta meg a határértéket az egyes helyeken. Püspökhatvannál, Galgamácsánál és Aszódon szennyezettség mutatható ki alumíniumra vonatkozóan a Galgában, de a Püspökhatvannál belépĘ Magyarkai-völgyi-patak is szennyezett, és erĘsen szennyezett a Galgamácsán befolyó Némedi- patak. Kiugróan magas volt a Magyarkai-völgyi-patak foszforkoncentrációja a tĦrhetĘ határértéknek harmincegyszeresét tartalmazta (6370 µg/l), az ikladi mĦszergyári víznek is magas volt a foszfortartalma, a megengedett érték hatszorosát tartalmazta. ErĘsen szennyezett volt a víz Aszódon a Szennyvíztisztító befolyása után, és szennyezett volt a Némedi-patak, illetve Püspökhatvannál a Galga vize is foszforra nézve. Összevetve a 2000. évi üledék- és vízvizsgálatok eredményeit az elemek dúsulási helyébĘl következtetni lehetett a szennyezések eredetére: • • •

• • •

Püspökhatvannál az üledékben felhalmozódó P kommunális eredetĦ lehet, ami a csatornázatlan településen keresztül érkezhet. Galgamácsánál az üledék magas P tartalmát a közeli állattartó telep és a patakot kísérĘ mezĘgazdasági mĦvelés alatt álló területek okozhatják, ami a település felĘl a Némedi-patakon keresztül juthat a Galgába. Ikladon a magas kadmium és cinkkoncentrációk az Ipari MĦszergyár felĘl érkezhettek, ahol korábban galvánüzem is mĦködött. A magas foszforkoncentrációknak oka szintén lehet a MĦszergyár, mert ipari szennyvízzel együtt a kommunális szennyvizet is vezetnek a Galgába. Aszódon a 30-as út alatt a legmagasabb az ólomkoncentráció, ami a patakot keresztezĘ 30as fĘúrtól érkezhet. Aszódon a Szennyvíztisztító Telepnél magas a foszfor-és arzénkoncentráció, a megengedhetĘ 100 mg/kg értékkel szemben 231mg/kg és 213 mg/kg mennyiségben volt jelen. A patak vízgyĦjtĘ területét ismerve, a magas mangán, alumínium és vas koncentrációk elsĘsorban geokémiai okokra vezethetĘk vissza.

A leírtakból megállapítható, hogy a patak mentén potenciális szennyezĘforrások vannak, a patak minĘsége kifogásolható, a vízgyĦjtĘ területrĘl jelentĘs mennyiségĦ nehézfém érkezik, ami az élĘvilág számára visszafordíthatatlan változásokat idézhet elĘ. A nehézfém terhelés mellett jelentĘs a bakteriológiai szennyezés is. 5.2.5.2 Az üledék és a parti talaj elemi összetételének összehasonlítása Az üledék és a parti talaj elemanalitikai vizsgálatának eredményeit a 97. ábra és 107. ábra közötti ábrák szemléltetik. Az ábrákon P Püspökhatvant, G Galgamácsát, I Ikladot, A Aszódot a 30-as út mellett, Asz az Aszódi Szennyvíztisztítót jelöli. Az (f) jelölés a part melletti felszíni talajra, a (k) jelölés a mederoldal középsĘ zónájából vett talajra, az (a) jelölés a mederoldal vízszint fölötti zónájára vonatkozik. FeltĦnĘ, hogy néhány kivételtĘl eltekintve (Mn, Zn) az üledékben mért elemkoncentrációk kisebbek, mint a parti talajban mérhetĘk. FeltételezhetĘ, hogy az üledék jóval nagyobb szervesanyag tartalma hígítja a talajban mérhetĘ koncentrációkat. 184

mintavételi helyek

185

AszódSzennyvíztiszt/felsĘ/ ASz/f/4-8 cm ASz/f/8-12 cm Asz/középsĘ/0-4 cm Asz/k/4-8 cm Asz/k/8-12 cm Asz/alsó/0-4 cm Asz/a/4-8 cm Asz/a/8-12 cm Aszód

Aszód 30-as/felsĘ/0-4 cm A/f/4-8 cm A/f/8-12 cm A/középsĘ/0-4 cm A/k/4-8 cm A/k/8-12 cm A/alsó/0-4 cm A/a/4-8 cm A/a/8-12 cm Aszód 30-as út/üledék

Iklad/felsĘ/0-4 cm I/f/4-8 cm I/f/8-12 cm I/középsĘ/0-4 cm I/k/4-8 cm I/k/8-12 cm I/alsó/0-4 cm I/a/4-8 cm I/a/8-12 cm Iklad/üledék

Galgamácsa/felsĘ/0-4 cm G/f/4-8 cm G/f/8-12 cm G/középsĘ/0-4 cm G/k/4-8 cm G/k/8-12 cm G/alsó/0-4 cm G/a/4-8 cm G/a/8-12 cm Galgamácsa/üledék

Püspökhatvan/felsĘ/ 0-4 cm P/f/4-8 cm P/f/9-12 cm P/középsĘ/0-4 cm P/k/4-8 cm P/k/8-12 cm P/alsó/0-4 cm P/a/4-8 cm P/a/8-12 cm Püspökhatvan/üledék

mg/kg






mg/kg

Ugyanakkor az is megfigyelhetĘ, hogy azokon a pontokon, ahol egyértelmĦen antropogén szennyezés tételezhetĘ fel az üledékben (pl. Ikladon a nehézfémek), ott a parti talajban is nagyobb az adott elemek koncentrációja. ValószínĦsíthetĘ, hogy a parti talaj összetételét a vízjárástól függĘen a patak hordaléka jelentĘsen befolyásolta. 97. ábra: Az Al koncentráció eloszlása a Galga mentén a talajban és az üledékben Az Al koncentrációjának eloszlása a Galga patak melletti talajban és mederüledékben

80000

70000

60000

50000

40000

30000

20000

10000

0

mintavételi helyek

98. ábra: Az As koncentráció eloszlása a Galga mentén a talajban és az üledékben Az As koncentrációjának eloszlása a Galga patak melletti talajban és mederüledékben

60

50

40

30

20

10

0

mintavételi helyek

186






mg/kg






mg/kg

99. ábra: A Cd koncentráció eloszlása a Galga mentén a talajban és az üledékben A Cd koncentrációjának eloszlása a Galga patak melletti talajban és mederüledékben

16

14

12

10

8

6

4

2

0

mintavételi helyek

100. ábra: A Cr koncentráció eloszlása a Galga mentén a talajban és az üledékben A Cr koncentrációjának eloszlása a Galga patak melletti talajban és mederüledékben

200

180

160

140

120

100

80

60

40

20

0

mintavételi helyek

187






mg/kg






mg/kg

101. ábra: A Cu koncentráció eloszlása a Galga mentén a talajban és az üledékben A Cu koncentrációjának eloszlása a Galga patak melletti talajban és mederüledékben

40

35

30

25

20

15

10

5

0

mintavételi helyek

102. ábra: A Fe koncentráció eloszlása a Galga mentén a talajban és az üledékben A Fe koncentrációjának eloszlása a Galga patak melletti talajban és mederüledékben

30000

25000

20000

15000

10000

5000

0

mintavételi helyek

188






mg/kg






mg/kg

103. ábra: A Mn koncentráció eloszlása a Galga mentén a talajban és az üledékben A Mn koncentrációjának eloszlása a Galga patak melletti talajban és mederüledékben

1400

1200

1000

800

600

400

200

0

mintavételi helyek

104. ábra: A Ni koncentráció eloszlása a Galga mentén a talajban és az üledékben A Ni koncentrációjának eloszlása a Galga patak melletti talajban és mederüledékben

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

mintavételi helyek

189






mg/kg






mg/kg

105. ábra: A P koncentráció eloszlása a Galga mentén a talajban és az üledékben A P koncentrációjának eloszlása a Galga patak melletti talajban és mederüledékben

1200

1000

800

600

400

200

0

mintavételi helyek

106. ábra: A Pb koncentráció eloszlása a Galga mentén a talajban és az üledékben Az Pb koncentrációjának eloszlása a Galga patak melletti talajban és mederüledékben

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

107. ábra: A Zn koncentráció eloszlása a Galga mentén a talajban és az üledékben A Zn koncentrációjának eloszlása a Galga patak melletti talajban és mederüledékben 350 300

mg/kg

250 200 150 100 50






0

mintavételi helyek

Az elemakkumulációk részletes vizsgálati eredményeit Szlepák (2001, 2002) tanulmány tartalmazza. 5.2.5.3 Antropogén eredetĦ nehézfém-szennyezés szállításának követése a Galga patak üledékében A 2000-2001-ben végzett üledék/talaj/víz összetétel összehasonlítások alapján megállapítottuk, hogy a patak környékén folyó mezĘgazdasági tevékenységek; és a közlekedés hatása kimutatható mind az üledékek nehézfém tartalmában, mind a szennyezettségében. JelentĘs hidromorfológiai változások léptek fel a patak mederállapotában is, ami szintén hatással van a víztérre. Megállapítottuk, hogy Ikladon pontszerĦ szennyezĘforrás volt, az Ikladi Gépgyár, aminek mĦködése mára már megszĦnt, de korábban jelentĘs mértékben terhelte a patakot nehézfémekkel. Nagy Cd és Zn koncentrációkat mértünk a patak üledékében, és ezek az értékek hosszú idĘn keresztül kimutathatóak voltak az üledékben s, esetenként a vízben is. Korábban több alkalommal tapasztalták már a pontszerĦ szennyezés következtében történĘ ivóvízbázis elszennyezését. Jelenleg nincs még modell a nehézfém mederbeli terjedésének vizsgálatára a kis vízfolyásokon, a VKI azonban megfogalmazza, hogy a hatásvizsgálatok csak úgy végezhetĘk el, ha rendelkezésre áll megfelelĘ modell. Jelen tanulmányban egy, a nehézfémszennyezés elmozdulásának követésére alkalmas modellre (módszer) kidolgozására tett kísérletünket ismertetjük. Célunk volt a Galga patak 25+900fkm (Iklad, a szennyezés forrása) és 24+125fkm (Aszód 3-as útnál) közötti szakaszán a nehézfém-szennyezés mozgását követni, figyelembe véve a patak hidrológiai és a terület meteorológiai tulajdonságait, továbbá az üledékvizsgálat elemanalitikai eredményeit. A nehézfém szennyezés mozgásának követésére módszertani javaslatot kívánunk adni számításaink alapján adott kis vízfolyás vízgyĦjtĘ területére vonatkozóan, hogy egy esetleges szennyezés során lehetĘség legyen a szennyezĘanyag csapdázására, további terjedésének megakadályozására.

190

5.2.5.3.1 A mintavételi pontok kijelölése A szennyezés befolyásától lehatároltunk egy 1,5 km-es szakaszt, 9 mintavételi pontot jelöltünk ki a 25+900fkm-tĘl a 24+125fkm-es pont között. A kilenc mintavételi pont pontos helyét a mederben lévĘ kanyarulatok, a patak partépítĘ-romboló tevékenysége határozta meg . 5.2.5.3.2 A mintavételek ütemezése A mintákat a meteorológiai hatások függvényében vettük: nagy csapadék után, és szélsĘségesen száraz periódusban. 2000. évi mintavételek 2000-ben, májusban és augusztusban vettünk mintákat. Tavaszi nagy esĘzések után májusban vettünk mintákat, az augusztusi mintavétel a nagy szárazság után történt. Az esĘ májusban többnyire záporok és zivatarok formájában érkezett, néhány helyen jégesĘ is elĘfordult.(www.met.hu).Az augusztusi havi átlagos csapadékösszeg 22,7 mm volt, ami országos átlagban 37%-a az ilyenkor megszokott csapadékmennyiségnek. Az ország nagy részén nagy szárazság uralkodott. A hónap folyamán csupán 3 olyan nap volt, amikor jelentĘsebb csapadékhullás volt. Augusztus különösen napfényes volt, országosan 313 órát sütött a nap, 55 órával többet, mint az ilyenkor megszokott (www.met.hu). 2001. évi mintavétel 2001-ben, augusztusban csapadékos idĘszak után történt a mintavétel. Az augusztusi csapadék értékek nem éri el a sokévi átlagra jellemzĘ 65 mm körüli értéket, de a júniusi és júliusi értékek meghaladják azt. Júliusban a sokévi 65mm-hez képest 90mm körüli csapadék hullott a területre. 2003. évi mintavétel 2003-ban, decemberben vettük az üledékmintákat, mikor nagy csapadék nem volt jellemzĘ. A december havi csapadékösszeg 20 mm-es országos átlaga a szokásos értéknek még a felét sem éri el. A hónap elején még többnyire esĘ esett, majd esĘ és hó váltotta egymást, néhol ónos esĘ is elĘfordult. Hó nélküli karácsonyunk volt. A hónap második felében egy-két helyen néhány cm-es hótakarót is észleltek, amely azonban nem tudott tartósan megmaradni még a hegyekben sem (www.met.hu). 2004. évi mintavételek 2004-ben, a csapadékos idĘszak után történt mindhárom alkalommal a mintavétel. Márciusban a nagy hóolvadás, és az esĘzések idĘszaka után történt a mintavételezés, a májusi csapadék pedig nem volt olyan nagy mértékĦ, mint a júniusi, de volt csapadék. Márciusban a havi csapadékösszeg az országos átlag másfélszerese volt, azonban egyes területeken a kétszeres mennyiséget is meghaladta. A hónap során csak 1 nap volt, amikor nem hullott csapadék az ország területén (18-a). (www.met.hu). Májusban a havi csapadék mennyisége országos átlagban nem érte el az ilyenkor szokásosat, azonban az Északi-középhegységben és az ország déli területein az átlag közel kétszerese hullott le. A hónap minden napján észleltek legalább 191

csapadéknyomot valahol. Zivatar szinte majdnem minden nap elĘfordult, összesen 24 nap volt zivataros. EzekbĘl a zivatarokból négy napon jégesĘ is hullott (www.met.hu). Júniusban a havi csapadék mennyisége országos átlagban 20 %-kal haladta meg az ilyenkor szokásosat. Már a hónap elején jelentĘs, országos esĘzéseket okozott egy a Kárpát-medence fölött elhelyezkedĘ ciklon. A hónap folyamán, egyetlen napon, 17-én nem észleltek az országban sehol sem csapadékot. Hazánk idĘjárását a váltakozó nedvességtartalmú levegĘben gyakran kialakult záporok, zivatarok jellemezték a hónap további napjaiban is. (www.met.hu). Helyszíni mérések A mintavételek során az egyes mintavételi pontoknál mértük a patak vízállását, nedvesített keresztszelvényét, és a patak vízsebességét. A mintavétel módszere A mintavételi pontoknál vízállást, vízsebességet, a meder víz által nedvesített keresztszelvényét mértük. A meder kanyarulatainak domború oldaláról üledékmintákat vettünk. Az üledékminták kevert minták, melyeket merítés után polietilén dobozba tettünk, és hĦtve szállítottunk. A mintavételt és a minták tartósítását a MSZ EN ISO 5667-3: 1998 alapján végeztük. Az üledékminták elĘkészítése kémiai analízishez A fenéküledék minta 63µm-nél kisebb méretĦ részecskéit használtuk. A megfelelĘ mérettartományt az AS 200 Control ”G” szitasor segítségével különítettük el. Az így kapott mintákat nedves keveréssel homogenizáltuk, fagyasztva szárítottuk, és a légszáraz mintát homogenizáltuk. A homogén mintából 0,5g-ot analitikai mérlegen mikrohullámú roncsoló edénybe mértünk, és hozzáadtunk 5 cm3 65%-os salétromsavat és 2 cm3 30%-os hidrogénperoxidot. Kipezsgés után az edényeket lezártuk, és elhelyeztük a Milestone Mega mikrohullámú feltáró készülékbe. A feltáró program a következĘ volt: 5 perc 250 W teljesítmény, 2 perc 0 W, 5 perc 400 W, 5 perc 250 W, 5 perc 700 W, 5 perc hĦtés. A feltáró program befejezĘdése után, megvártuk a minták teljes kihĦlését. Vegyi fülke alatt eltávolítottuk az edények tetejét, s tartalmukat szĦrĘpapíron keresztül 25 cm3-es mérĘlombikba szĦrtük. A szĦrĘpapírt megfelelĘ mennyiségĦ ion-mentes vízzel átmostuk, majd a lombikot jelig töltöttük. 5.2.5.3.3 Eredmények Korábbi vizsgálatainkban is megállapítottuk, hogy a patak vízgyĦjtĘ területén, mint kisvízfolyásnál a csapadék változása szoros összefüggést mutat a hidrológiai változásokkal (Szlepák, 2002). ElĘzetes vizsgálatainkból kiindulva történtek a megfigyelések és mintavételezések. 2003. decembertĘl vizsgálva a patak vízállását (108. ábra) és nedvesített keresztszelvényét, a nedvesített keresztszelvény fokozatosan nĘtt 2004. júniusig, decemberben volt a legkisebb, és következĘ év júniusban a legnagyobb a patak nedvesített keresztszelvénye. A vízsebesség (110. ábra) a nedvesített keresztszelvény növekedésével egyenes arányban nĘtt. Az egyes mintavételi pontoknál mért vízállás nem minden esetben követi a nedvesített keresztszelvény változását, ami természetes is, ha figyelembe vesszük a hordalék mozgását, amit tanulmányozunk jelen munkánkban.

192

108. ábra: A Galga patak vízállásának változása 2003. decembertĘl 2004. júniusig

2004. június

70 Vízállás (cm)

60 Elemanalitikai eredmények

2004. május

50 40

2004. március

30 20 10

2003. dece 24+125

25+330

25+830

25+835

25+845

25+875

25+890

25+894

25+900

0

mintavételi pontok

109. ábra: A Galga patak nedvesített keresztszelvényének változása 2003. decembertĘl 2004. júniusig

2004. június

300 250

2004. május

200 nedvesített keresztszelvény 150 (cm) 100

2004. március

50

193

S1 24+125

25+330

25+830

mintavételi pontok

25+835

25+845

25+875

S4 25+890

25+894

25+900

0

2003. december

110. ábra: A Galga patak vízsebességének változása 2003. decembertĘl 2004. júniusig

2004. június

0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

2004. május

24+125

25+330

25+830

25+835

25+845

25+875

25+890

25+894

2004. március

25+900

vízsebesség (m/s)

A vizsgált szakasz vízsebesség-változása folyásirány mentén

2003. december

mintavételi helyek

A szennyezett üledék elmozdulását több nehézfém (Cd, Zn, Cr, Ni) koncentrációjának mérési eredményei is tükrözték, legjobban követni a pontszerĦ forráshoz egyértelmĦen hozzárendelhetĘ Cd koncentrációprofilján lehetett. 2000. májusban nagy volt a Cd koncentráció a forrásnál, 25+900 fkm-nél, de a 24+125 fkm-nél, a vizsgált szakaszunk végpontjánál még nem volt jelentĘs koncentrációban. 2000. és 2001. augusztusban is jelentĘs mennyiségben van jelen a Cd, közvetlenül a volt gépgyár felĘl érkezĘ csapadékvíz bevezetĘ árok után (112. ábra). 2003. decemberében a nagy Cd koncentráció a forrástól távolabbi kanyarokban rakódik ki. A forrástól 10m-re és 70m-re található két kanyarulatban is nagy koncentrációt mértünk, de a 70m-re lévĘ ponton kiugróan magas volt a kadmium koncentráció. 2004. márciusban a vizsgált szakasz minden kanyarulatában kis koncentrációkat mértünk, és májusban, a mederben kimutatás határ alatt volt a mért elem mennyisége. 2004. júniusban egy ponton, a 25+830 fkm-nél található kanyarulatban volt már csak kimutatható mennyiségben (113. ábra).

194

18 mg/kg

mg/kg 12

15

10

12

8

9

6

25+900

0 24+125

Aszód 30-as balpart 24+125

Galgamácsa közép 31+625

Aszód Szennyvíztisztító közép 22+675

3

0

Iklad balpart 25+900

2

Püspökhatvan balpart 43+300

4

6

S1

S2

S3

S4

mintavételi pontok

mintavételi idĘ s1-2000.05 s2-2000.07 s3-2000.08 s4-2001.08

mintavételi helyek

112. ábra: A Galga patak üledékének Cd koncentráció változása 2000.május és 2001.augusztus között Iklad (25+900 fkm, szennyezĘforrás) és Aszód ( 24+125 fkm, 3as út) között

111. ábra: A Galga patak Püspökhatvan és Aszód közötti szakasza üledékének Cd koncentráció változása, 2000-ben

Cd (mg/kg) 18

25

15 12 mg/kg

25+900 fkm, Iklad Gépgyári Befolyó

20

9

5

S1

113. ábra: A Galga patak üledékének Cd koncentráció változása 2003. december és 2004. június között Iklad (25+900 fkm, szennyezĘforrás) és Aszód( 24+125 fkm, 3as út) közötti vizsgált pontokon Cd (mg/kg)

114. ábra: A Galga patak üledékének Cd koncentráció változása idĘsor szerint ábrázolva a szennyezĘforrásnál (Iklad, 25+900 fkm)

24+125 fkm, Aszód 3-as fĘút

12 10 8 6 4 2 2004

2004

mintavételi idĘpontok

2003

2001

2000

2000

0

115. ábra: A Galga patak üledékének Cd koncentráció változása idĘsor szerint ábrázolva a vizsgált szakasz végpontjánál (Aszód 3-as út, 24+125 fkm) 5.2.5.3.4 Következtetések A galvántevékenység 1993-ban megszĦnt a Gépgyárban, de a tevékenység hatása még érezhetĘ volt 2003-ban is, a mederüledékben mért nagy nehézfém-koncentrációkban, a 24+890 fkm-nél, és a 25+830 fkm-nél lévĘ pontokon. 2000. májustól kezdve 2001. augusztusig a szennyezés

195

2004

2004

mintavételi idĘpontok

2003

0 2000

25+330

25+830

25+845

10

24+125

mintavételi pontok

25+835

24+890

S3 25+875

25+900

25+894

0

15

mintavételi idĘ s1-2003.12 s2-2004.03 s3-2004.05 s4-2004.06

2001

3

2000

6

forrásához közeli csapdahelyen (25+900 fkm) a nagy koncentráció oka az, hogy újabb mobilizálódás történt nagy csapadék hatására a csapadékvíz bevezetĘ árokban kiülepedett nehézfémbĘl. 2003. decemberére a forrás valószínĦleg kiürült, így nyomon követhetĘ a mederben kiülepedett, felhalmozódott nehézfém útja. 2003. decemberben már a forrástól két távolabbi ponton halmozódtak fel a vizsgált nehézfémek. 2004. márciusban pedig olyan nagy mennyiségĦ csapadék hullott a területre, hogy továbbszállítódott a szennyezés. A vizsgált területrĘl a lebegĘ anyaggal továbbmozdultak a nehézfémek, és júniusban ezért már csak nyomokban voltak mérhetĘk. IdĘskálán, trendvonallal ábrázolva szakaszunk kiindulási (Iklad, gépgyári befolyónál 25+900 fkm) és a végpontjánál (Aszód, 30-as fĘútnál 24+125fkm) a Cd-koncentrációk mérési eredményeit (112. ábra, 114. ábra). Megállapíthatjuk, hogy a 25+900 fkm-es pontnál 2000. májustól 2004. júniusig fokozatosan csökkent a kadmium koncentrációja, a szennyezés forrása négy év alatt teljesen kiürült, a csapdékvíz-bevezetĘ árokból további szennyezés bejutása már nem mérhetĘ, s a kiülepedett nehézfémeket a lebegĘanyaggal továbbszállította a vízmozgás. A 24+125 fkm-nél 2000-tĘl 2002-ig az üledék mozgásával, és az újabb bemosódásokkal egyenes arányban növekedett a nehézfémek koncentrációja. 2002-tĘl már feltehetĘen nem mosódott újabb szennyezés a mederbe, s ezért fokozatosan csökken a vizsgált szakaszunk végpontján is a fémek koncentrációja, s 2004-ben már kis értékre csökkent. Hat hónap alatt továbbszállítódott a vizsgált szakaszról is a nehézfém. Szoros kapcsolat volt a meteorológiai, hidrológiai és elemanalitikai eredmények között. A csapadékos idĘjárás után történt a mérés, és egyértelmĦ következtetések vonhatók le a hidrológiai és elemanalitikai eredmények kapcsolatából. Az esĘs hónapok után a meder hidrológiai paraméterei is megváltoztak. Magas vízállásokat, nagyobb vízsebességet eredményeztek a nagy csapadékok, ami növelte az üledék elragadó-erejét, majd jelentĘsebb kanyarokban a meder azon pontjain, ahol jelentĘsebb volt a partépítĘ tevékenység, kirakta. Ezeken a pontokon, mint csapdákban halmozódott fel a nehézfém, ami csak újabb nagyobb elragadó-erĘ hatására szállítódott tovább. A csapdákban felhalmozódott szennyezett üledéket a vízgyĦjtĘre hullott további jelentĘs mennyiségĦ csapadék vitte tovább. Az utánpótlás megszĦnése után, a patak vizsgált szakasza kitisztult a szennyezéstĘl. Hidrológiai és analitikai vizsgálatok kapcsolata alapján javaslat a nehézfém-szennyezések követésére javasolt módszer: • • • • • •

PontszerĦ szennyezés azonosítása, és ebben kijelölni olyan elemeket, amelyek ebbĘl származnak. Meteorológiai és hidrológiai események megfigyelését, kapcsolatát több éven keresztül folytatni a forrás és az azt követĘ szakaszon. Hidrológiai vizsgálatok alapján ki kell jelölni a csapdahelyeket. A meteorológiai és hidrológiai vizsgálatok alapján meg kell határozni a mintavétel idĘbeli és térbeli ütemezését. Az üledékmintákat szemcseméret szerint frakcionáljuk, s a <63 µm frakcióból meghatározzuk a pontszerĦ forrásból származó elemek koncentrációját. A szennyezĘforrás és a csapda kiürülési ideje az idĘ függvényében meghatározható.

196

5.3

AZ ANTROPOGÉN EREDETĥ SZENNYEZETTSÉG IDėBELI KIALAKULÁSÁNAK VIZSGÁLATA A GÖDÖLLė ÉS ISASZEG KÖZÖTTI TÓRENDSZERBEN AZ ELEMFELHALMOZÓDÁSOK MÉLYSÉG SZERINTI ELOSZLÁSA ALAPJÁN, KVANTITATÍV TERHELÉS BECSLÉS

A tórendszerben képzĘdött üledék feltérképezése során megállapítottuk, hogy a tórendszerben nagy mennyiségĦ üledék (60-100 cm rétegvastagságban) halmozódott föl, s az iszap felszíni rétegében, különösen az I. és VII. tóban jelentĘs nehézfém és más antropogén eredetĦ elemfelhalmozódás mutatható ki. Az üledék kialakulásának idĘbeli lefolyására az elemfelhalmozódások mélységi eloszlásából lehetett következtetni és az összes szennyezés is ebbĘl becsülhetĘ. E célból 1995-ben a 2. fejezetben leírt módon rétegmintákat vettünk. A geológiai szempontból rövid idĘtartamú ülepedési folyamatok idĘskálájának meghatározására olyan környezeti esemény lehet alkalmas, amely az üledék összetételében nyomot hagy és bekövetkezésének idĘpontja pontosan ismert. Ilyen esemény volt 1986-ban a csernobili reaktorbaleset, amelynek során a mesterséges eredetĦ Cs-134 és Cs-137 radionuklidokat 1:2 arányban tartalmazó aeroszol került a légkörbe. A radioaktív aeroszol kihullás az általunk vizsgált mintaterületet is érintette, ennek következtében ezek az izotópok megjelentek az üledékben is. A Cs-137 radionuklid felezési ideje 30 év, s ez elegendĘ a geológiai idĘléptékben gyors lefutású felszíni folyamatok követésére, folyók, tavak szedimentációs viszonyainak tanulmányozására. A rétegminták elemanalitikai vizsgálatát ezért itt kiegészítettük a radioaktív nuklidok Ȗ-spektrometriás meghatározásával, a következĘk szerint: A szárított és homogenizált üledék- és talajmintákat légmentesen lezárt mĦanyag dobozban vizsgáltuk félvezetĘ detektoros Ȗ-spektrometriával e feladatra akkreditált laboratóriumokban. A mérésekhez 20 % hatásfokú, 1333 KeV félértékszélességĦ Ortec detektort használtak, s a K-40, Cs-134, Cs-137 és más radionuklidok koncentrációját Bq/kg egységekben határoztuk meg. A felszíni üledékréteg feltérképezése során legszennyezettebbnek bizonyult I. és VII. tóból, továbbá összehasonlításként a kevésbé szennyezett V. tóból vettünk rétegmintákat. A rétegmintákban meghatároztuk az egyes elemek és a vizsgált radionuklidok mélységi eloszlását. Az 56. ábrán a P, a Cd és a Cr mélységi eloszlását mutatjuk be egy-egy kiválasztott mintavételi pontban. Jól érzékelhetĘ a szennyezettnek bizonyult I. és VII. tóban a nehézfémek és a foszfor dúsulása az üledék felszíni 35-40 cm rétegében. Ugyanez a hatás az V. tóban nem észlelhetĘ. Az 57. ábrán ugyanezen mérési pontokban a K-40 és a Cs-137 radionuklidok aktivitás koncentrációjának mélységi eloszlását ábrázoltuk. Jól látható, hogy a természetes eredetĦ K-40 aktivitása nem mutat egyértelmĦ változást függĘleges irányban, míg feltételezhetĘen a csernobili eredetĦ Cs-137 koncentrációja az iszap 35-40 cm vastagságú rétegében gyorsan csökken. Figyelembe véve a csernobili reaktorbaleset idĘpontja (1986) és a mintavétel idĘpontja (1995) között eltelt idĘszakot feltételezhetĘ, hogy az iszap felsĘ rétege ezen idĘszakban keletkezett. Az üledékképzĘdés évente tehát mintegy 3-4 cm vastagságú réteget alakított ki, ebben felhalmozódott a talajerózióval és a szennyvízterheléssel behordott lebegĘanyag, amelyben a Cs-137 nyomjelzĘnek tekinthetĘ.

197

116. ábra: A rétegminták Cd, Cr és P tartalmának változása a mélység függvényében az I., az . és VII. tóban

0

V/6. minta Cd tartalom (mg/kg)

10

20

30

40

50

0

10

20

40

0

50

30-35 45-50

10-15

20-25

Cr tartalom (mg/kg) 0

1500

500

30-35 45-50

0

1500

10-15

20-25

I/1. minta

V/6. minta P tartalom (mg/kg)

2000

4000

6000

0

2000

30-35 40-45 50-55

45-50 60-65

6000

0

2000

4000

6000

0-5

10-15

20-25

15-20 30-35 45-50 60-65 75-80

30-35

60-65

30-35

P tartalom (mg/kg)

4000

Mélység (cm)

Mélység (cm)

20-25

1500

VII/10. minta

0-5

10-15

1000

15-20

75-80

P tartalom (mg/kg)

0-5

500

0-5

30-35

60-65

0

60-65

Cr tartalom (mg/kg)

1000

Mélység (cm)

Mélység (cm)

15-20

50

VII/10. minta

0-5

0-5

40

45-50

Cr tartalom (mg/kg)

1000

30

30-35

V/6. minta

I/1. minta

500

20

15-20

75-80

30-35

0

10

0-5

Mélység (cm)

15-20

60-65

Mélység (cm)

Cd tartalom (mg/kg)

30

0-5

Mélység (cm)

Mélység (cm)

0-5

Mélység (cm)

VII/10. minta

I/1. minta Cd tartalom (mg/kg)

117. ábra: A rétegminták Cs-137 és K-40 aktivitás koncentrációjának alakulása a mélység függvényében az I., az V. és VII. tóban I/1. minta Cs-137 aktivitás (Bq/kg) 0

0-5 15-20 30-35 45-50 60-65

50-55 75-80

45-50 60-65

1000

20-25 40-45 60-65

VII/10. minta K-40 aktivitás (Bq/kg)

K-40 aktivitás (Bq/kg)

600

500

0-5

80-85

0

200

400

600

0-5

0

800

Mélység (cm)

400

Mélység (cm)

Mélység (cm)

30-35

0

300

V/7. minta

0-5 15-20

200

25-30

K-40 aktivitás (Bq/kg) 200

100

0-5

I/1. minta

0

Cs-137 aktivitás (Bq/kg)

Cs-137 aktivitás (Bq/kg)

1000

Mélység (cm)

500

Mélység (cm)

Mélység (cm)

0

VII/10. minta

V/7. minta

20-25 40-45 60-65 80-85

200

400

600

0-5 20-25 40-45 60-65 80-85

Az üledékképzĘdés idĘskálájának és az üledék által elfoglalt tározótér térfogat meghatározása lehetĘvé tette, hogy az I. tóban kvantitatív terhelésbecslési számításokat végezzünk az 1995. elĘtti tisztított szennyvízbevezetés hatásáról. A szennyezĘ elemek ebbĘl származó évente kiülepedett anyagmennyiségeit az egyes rétegek térfogata, nedves sĦrĦsége és szárazanyag tartalma ismeretében a rétegben mért elemkoncentrációk alapján számítottuk. A legfelsĘ négy centiméteres rétegre vonatkozó számításaink eredményeit, amely 1994/95-ben egy évi idĘtartam alatt a tisztított szennyvízbĘl a lebegĘanyag kiülepedéssel bekövetkezett terhelést jellemzi, összevetettük a 2004/2005. évi vízminĘségi monitoring alapján számított értékekkel a 46. Táblázatban. Ez utóbbit a szennyezĘ anyagoknak az RP-19 (Isaszeg híd) és az RP-29 (GödöllĘ 198

FürdĘ utca) közötti monitoring pontoknál mért tömegáramainak (lebegĘ + oldott anyag) különbségébĘl számítottuk. GödöllĘ tisztított szennyvizét ugyanis ma a tórendszer után az RP19 pont elĘtt vezetik a Rákos-patakba. 46. Táblázat: Számított elemterhelések a Rákos-patak gödöllĘi szakaszán Terhelés: elem kg/hó Üledékvizsgálatokból (1995) Vízvizsgálatokból (2005)

P 107 754

Pb 3 5,6

Ni 5,7 5,3

Cu 7 1,2

FeltĦnĘ a kétféle módon számított terhelések közelítĘ egyezése a nehézfémek esetében. Ez megerĘsíti azt a feltételezést, hogy ezek a terhelések nagyrészt a lebegĘanyagban kötve vannak jelen a vízben, s így kiülepedésük is lehetséges. A foszfornál a vízvizsgálatokból számított érték az összes (oldott + lebegĘ) mennyiségre vonatkozik, s így érthetĘ az is, hogy az ily módon számított terhelésérték nagyobb, mint az üledékképzĘdésbĘl meghatározott.

199

5.4

A GÖDÖLLė ÉS ISASZEG KÖZÖTTI TÓRENDSZER ÜLEDÉKÉBEN FELHALMOZÓDOTT POTENCIÁLISAN TOXIKUS ELEMEK REMOBILIZÁCIÓJÁNAK KOCKÁZATA A tórendszer üledékében kimutatott elem-felhalmozódások (elsĘsorban a nehézfémek) remobilizációja környezeti kockázatot jelent. Mind a biológiai hatást, mind pedig a biológiai felvehetĘséget meghatározza az, hogy az adott elem milyen fiziko-kémiai formákban van jelen a rendszerben. A nehézfémek jelenléte által okozott reális kockázatbecslést azt üledék teljes elemspeciációja jelentené, azaz az összes kimutatható elem összes jelenlévĘ fiziko-kémiai formájának (specieszeinek) mennyiségét meg kellene határozni. A teljes speciáció azonban az olyan komplex rendszerekben, mint az üledékek gyakorlatilag megoldhatatlan analitikai feladatot jelent. A vízi környezetben lehetséges mobilitás kockázatát ezért a gyakorlatban olyanfrakcionálással szokás jellemezni, amellyel az elemek megoszlását határozzuk meg a különbözĘ oldhatóságú fiziko-kémiai formák között különbözĘ extrakciós módszerek alkalmazásával. A nemzetközi gyakorlatban az üledékek nehézfémtartalmának Tessier (1979) által kialakított csoportosításán alapuló többlépcsĘs (5-8) szekvens extrakciós módszerek terjedtek el, s ma leggyakrabban az EU BCR által ajánlott, egyszerĦsített háromlépéses módszert alkalmazzák. A magyar szabványok viszont ma is az egylépéses extrakciók sorozatát ajánlják mindig eredeti állapotú mintából kiindulva. A kétféle közelítés számos módszertani probléma kiindulási alapja, elsĘsorban a szennyezĘdés ökotoxikológiai tesztelésének lehetĘsége szempontjából. E módszertani kérdésekkel s az ezzel kapcsolatos fejlesztĘmunkánk összefoglalásával a következĘ fejezetében foglalkozunk. A GödöllĘ és Isaszegi tórendszerben feltárt nehézfém szennyezés mobilitásának becsléséhez a BCR (Bureau Community of Reference) által üledékek extrakciójára ajánlott háromlépéses extrakciót továbbfejlesztve egy elsĘ és egy utolsó lépéssel egészítettük ki (47. Táblázat). Az elĘ lépésben kivonószerként alkalmazott NaNO3 oldószert svájci szabvány talajok könnyen mobilizálható elemtartalmának meghatározásához írja elĘ. 47. Táblázat: Módosított BCR-szekvens extrakciós eljárás Lépés Oldószer -1 1. 0,1 mol l NaNO3 2. 0,11 mol l-1 HOAc 3.

0,10 mol l-1 NH2OH•HCl pH 2

4.

8,8 mol l-1 H2O2 1 mol l-1 NH4OAc, pH = 2 Királyvizes extrakció

5.

Kémiai információ Könnyen oldható és kicserélhetĘ frakció Savoldékony frakció (pl. karbonátok) Redukálható frakció (pl. Fe és Mn oxidok és hidroxidok) Oxidálható frakció (pl. szerves anyaghoz és szulfidokhoz kötött) Maradék (pl. szilikátokhoz kötött)

Az üledék szekvens extrakciója során nyert frakciók elemtartalmának (Mg, Ca, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb) meghatározásához ICP-tömegspektrometriát alkalmaztunk Perkin Elmer ELAN 6000/PE típusú ICP-MS berendezéssel. A kalibrációt mátrixillesztéses multielemes standard oldatokkal végeztük. A minta és standard oldatokhoz meghatározott koncentrációban belsĘ standardként In és Re vonatkoztató elemeket adtunk. Az ilyen vizsgálatok rendkívül költségesek, anyag- és idĘigényesek, s a rendelkezésemre álló laboratóriumi körülmények csak korlátozott számú minta feldolgozásához biztosítottak lehetĘséget. Vizsgálatainkhoz ezért olyan mintavételi pontokból származó rétegmintákat választottunk, melyekben nagymértékĦ nehézfém felhalmozódást tapasztaltunk az összes 200

koncentráció mérések alapján. Összehasonlítás céljából egy olyan rétegminta sorozatot is megvizsgáltunk, amelyben nem mutattunk ki nehézfém felhalmozódást. Valamennyi kiválasztott mintavételi pontból felszíni és mélyebb rétegbĘl származó üledéket is vizsgáltunk. Mindezek alapján az alábbi részmintákból végeztük el a többlépcsĘs extrakciót: I/1. minta (I. tó, a szennyvízbefolyó közelében) 0-5 cm-es, 10-15 cm-es és 60-65 cm-es rétegek, I/5. minta (az I. tó szennyvízbefolyótól legtávolabb esĘ pontján) 0-5 cm, 70-75 cm, V/ 7. minta (V. tó) 0-5 cm, 85-90 cm, ,VII/10. minta (VII. tó a gépgyári csapadékvíz befolyó közelében) 0-5 cm-es, 10-15 cm-es, 25-30 cm-es, 30-35 cm-es, 40-45 cm-es, 50-55 cm-es és 80-85 cm-es rétegek, VII/15 (a VII. tó gépgyári csapadékvíz befolyótól legtávolabb esĘ pontján) 0-5 cm, 40-45 cm. Az eredményeket valamennyi vizsgált rétegre a 10/a/b/c/d/e/f. táblázatok tartalmazzák. Az 1+2/3+4 (könnyen oldható és kicserélhetĘ+ ecetsav-oldható)/(redukálható+oxidálható) frakciók arányából kiszámítottuk az egyes elemekre jellemzĘ mobilizálódási faktor értékeit, s ezeket az adatokat a táblázatban szintén feltüntettük. Az adatokat a 48. Táblázat és az 53. Táblázat közötti táblázatok tartalmazzák. Az adatok részletes értékelését Fekete (2002) tartalmazza, e helyen csak két kis mennyiségben is toxikus nehézfém, az ólom és a kadmium mobilizálódására vonatkozó megállapításokat mutatjuk be. Az ólom összes koncentrációja 2,5-207 mg/kg között változik az üledékben. A rézhez hasonlóan elsĘsorban szerves anyagokhoz és szulfidokhoz kötött frakcióban fordul elĘ 45-70%-os arányban. A többi frakcióhoz viszonyítva az üledék igen kis arányban (1 %) tartalmaz karbonátokhoz kötött, valamint könnyen oldható és kicserélhetĘ ólmot. Az ólom mobilitási faktora 0,01-0,27 között változik, átlagban 0,07. A vizsgált elemek közül az egyik legkevésbé mobilizálható elem. Az üledék rétegminták kadmium koncentrációja a különbözĘ mintavételi helyeken és rétegekben 0,05-49,3 mg/kg között változik. A kadmium leginkább a karbonátokhoz kötött frakcióban dúsul fel, a dúsulás aránya a többi frakcióhoz képest 50-70%. A kadmium frakciók szerinti eloszlása nem függ a mintavételi helytĘl, ami arra enged következtetni, hogy a kadmium frakciók szerinti eloszlását nem a szennyezés eredete, hanem az elem sajátos kémiai tulajdonságai határozzák meg. Ezt igazolja az is, hogy az eloszlási arányokat az összes koncentráció nagysága sem befolyásolja, hasonló az arány a korábbi vizsgálatok alapján szennyezettnek talált (VII.) és a szennyvízzel kevésbé terhelt (V.) tavakból származó minták esetében is. A mélység szerint az arányok változása nem mutat tendenciát. A legnagyobb kadmium feldúsulást a VII. tóban a gépgyári csapadékvíz bevezetĘ csatorna közelében tapasztaltuk, ahol a felsĘ 35 cm valamennyi részmintájában a szennyvíziszapok mezĘgazdasági elhelyezése esetén engedélyezett határérték (10 mg/kg) [7] többszöröse volt a kadmium koncentráció. Ezekben a rétegekben a kadmium mobilitási faktora 1,22-2,4 között változik. A könnyen mobilizálható frakciók (könnyen oldható és kicserélhetĘ + karbonátokhoz kötött) kadmium koncentrációk összege is meghaladja az említett határértéket, és 13-29 mg/kg között változik. Ez azt jelenti, hogy jelentĘs mennyiségĦ kadmium mobilizálódhat a tavak vizének savanyodása esetében (jelenleg a tóvíz pH-ja 9 feletti). Még nagyobb a kockázat, ha az iszapot kikotorják. Ebben az esetben feltétlenül gondoskodni kell a kitermelt iszap megfelelĘ elhelyezésrĘl. A mobilitás vizsgálat alapján a VII. tó esetében az iszap veszélyes hulladékként történĘ kezelése javasolható.

201

Elem

Elemtartalom (mg/kg) 1. frakció 2. frakció 3. Frakció 4. Frakció 5. Frakció Összeg. Összes (királyvíz) Mobilitási faktor

I/1 0-5 cm

202

829 1556 363 371 3200 6319 6423 3,25 Mg 8572 11984 1992 364 636 23547 22359 8,73 Ca 0,56 0,61 4,53 86,98 709 802 920 0,01 Cr 65 309 211 40 166 791 863 1,49 Mn 61 75 2339 1382 9691 13549 14885 0,04 Fe 0,12 1,62 2,37 1,07 6,92 12 12 0,51 Co 4,46 42 33 24 314 417 438 0,81 Ni 3,42 14 17 137 64 235 260 0,11 Cu 4,76 196 138 145 60 544 471 0,71 Zn 0,14 3,42 2,13 0,31 0,07 6,08 6,44 1,46 Cd 0,15 0,97 12 44 30 88 91 0,02 Pb 1012 1524 267 483 3151 6438 6277 3,38 I/1 Mg 11250 8587 1830 322 509 22499 20068 9,22 10-15 cm Ca 0,91 2,39 11 154 442 610 684 0,02 Cr 71 309 114 26 125 645 697 2,72 Mn 73 155 3900 2704 9994 16826 17726 0,03 Fe 0,30 4,37 2,42 1,25 5,64 14 14 1,27 Co 10 87 55 33 205 389 392 1,10 Ni 7,95 39 55 259 63 425 468 0,15 Cu 8,72 320 288 70 58 745 652 0,92 Zn 0,22 5,22 3,22 0,43 0,06 9,15 9,29 1,49 Cd 0,15 1,57 17 51 39 109 115 0,03 Pb 666 2076 407 384 4475 8008 8063 3,47 I/1 Mg 9469 17964 2646 351 801 31231 27840 9,15 60-65 cm Ca 0,29 0,07 0,39 11 358 370 387 0,03 Cr 46 307 127 51 231 762 820 1,99 Mn 64 82 2936 1278 11221 15581 17005 0,03 Fe 0,07 1,80 2,99 1,10 7,01 13 13 0,46 Co 0,64 3,87 5,25 5,67 153 169 167 0,41 Ni 0,97 0,90 3,06 19 34 58 61 0,09 Cu 0,89 60 102 25 77 265 241 0,48 Zn 0,00 0,25 0,21 0,04 0,00 0,51 0,56 1,03 Cd 0,24 0,72 16 28 19 63 63 0,02 Pb 48. Táblázat: Üledék rétegminták többlépcsĘs extrakciójával nyert elemfrakciók analízisének eredményei

Minta

Elem


I/5 0-5 cm

203

431 1166 58 43 918 2615 2679 15,94 Mg 5112 2982 224 68 447 8834 8076 27,71 Ca 0,60 4,22 7,30 70 1237 1319 1496 0,06 Cr 37 27 7,28 5,44 189 266 271 5,01 Mn 34 407 394 142 5443 6419 6837 0,82 Fe 0,21 0,57 0,23 0,27 7,16 8,44 9,10 1,59 Co 5,88 22 6,73 15 578 627 680 1,29 Ni 0,48 5,59 2,75 2,30 20 31 39 1,20 Cu 8,56 44 9,07 0,00 7,19 69 77 5,84 Zn 0,05 0,39 0,04 0,01 0,00 0,49 0,43 8,80 Cd 0,00 0,65 3,04 1,45 1,49 6,63 6,84 0,14 Pb 353 1971 58 28 888 3298 3403 27,06 I/5 Mg 5885 6040 202 82 403 12611 11729 41,97 70-75 cm Ca 0,47 9,58 8,07 126 1247 1392 1512 0,07 Cr 29 22 5,19 14 185 255 258 2,67 Mn 39 418 328 55 5568 6409 6770 1,20 Fe 0,14 0,49 0,33 0,83 7,02 8,82 9,13 0,55 Co 2,75 13 10 62 569 657 675 0,22 Ni 0,00 0,06 0,63 0,00 17 17 21 0,09 Cu 0,00 2,40 6,29 0,00 4,20 13 11 0,38 Zn 0,01 0,03 0,01 0,00 0,00 0,05 0,07 4,47 Cd 0,00 0,20 1,25 0,16 0,88 2,49 2,88 0,14 Pb 49. Táblázat: Üledék rétegminták többlépcsĘs extrakciójával nyert elemfrakciók analízisének eredményei

Minta

Elem

2398 4856 0,27 76 28 0,24 0,52 0,37 0,08 0,01 0,11 1113 10390 0,11 39 42 0,07 1,76 0,71 0,11 0,00 1,26

1214 3315 0,18 98 35 1,21 0,73 0,03 4,35 0,09 0,07 1049 45336 0,48 203 151 0,37 5,59 0,00 6,15 0,14 0,03

528 3279 0,92 79 368 2,80 2,30 0,00 12 0,49 0,68 454 21670 0,44 222 106 0,05 1,42 0,17 7,52 0,18 0,02

856 582 31 27 2325 3,03 17 2,76 14 0,14 12 1721 6813,01 15 90 3652,54 2,69 25 15 38 0,26 13

1866 262 379 79 4871 3,96 173 14 28 0,00 5,12 3275 372 17 69 6763 3,61 18 12 46 0,00 7,69

6862 12293 412 359 7627 11 194 17 59 0,73 18 7612 84581 34 622 10714 6,80 52 28 98 0,58 22

6807 11143 483 361 7966 12 211 23 51 0,79 20 7766 81756 43 682 11364 7,16 56 36 95 0,61 22

2,61 2,12 0,01 1,64 0,02 0,25 0,06 0,14 0,17 0,16 0,01 0,99 1,96 0,04 0,77 0,05 0,16 0,28 0,05 0,14 0,32 0,10


204

50. Táblázat: Üledék rétegminták többlépcsĘs extrakciójával nyert elemfrakciók analízisének eredményei

Mg Ca Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb V/7 Mg 85-90 cm Ca Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

V/7 0-5 cm

Minta

Elem

205

Elemtartalom (mg/kg) 1. frakció 2. 3. Frakció 4. Frakció 5. Frakció Összeg. Összes (királyvíz) Mobilitási faktor 1052 3119 1299 341 3827 9638 9466 2,54 VII/10 Mg 11124 23927 3052 186 562 38853 33978 10,82 0-5 cm Ca 3,79 9,69 32 675 282 1003 1231 0,02 Cr 35 150 71 15 113 384 386 2,14 Mn 61 216 2059 1871 9788 13996 14782 0,07 Fe 0,27 2,31 2,64 1,88 7,12 14 14 0,57 Co 3,57 24 21 19 121 188 194 0,69 Ni 2,07 1,35 2,36 74 32 113 133 0,04 Cu 19 672 397 164 89 1341 1348 1,23 Zn 0,61 21 14 4,07 0,19 40 42 1,22 Cd 0,61 4,22 25 116 59 205 230 0,03 Pb 886 3747 823 256 3557 9268 9400 4,29 VII/10 Mg 10536 19832 2115 179 7264 39926 28734 13,24 10-15 cm Ca 2,39 13 75 566 1227 1883 1400 0,02 Cr 33 129 91 11 386 651 393 1,59 Mn 48 290 2550 1343 21087 25318 14358 0,09 Fe 0,30 2,06 2,92 1,22 8,00 14 14 0,57 Co 4,17 29 25 14 145 218 235 0,86 Ni 1,60 2,76 8,64 58 40 110 142 0,07 Cu 19 757 374 107 79 1337 1380 1,61 Zn 0,60 28 15 3,03 2,25 49 52 1,62 Cd 0,24 4,45 44,33 100 59 207 242 0,03 Pb 599 3000 268 160 2666 6692 6692 8,42 VII/10 Mg 8412 12736 969 68 446 22631 20332 20,39 25-30 cm Ca 3,50 15 63 288 969 1339 1450 0,05 Cr 32 79 29,80 7,54 168 316 317 2,96 Mn 50 373 1891,50 645 7554 10514 10977 0,17 Fe 0,23 1,53 1,26 0,84 7,79 12 12 0,83 Co 2,59 16 12 12 427 470 467 0,79 Ni 0,59 2,61 7,45 17 30 58 69 0,13 Cu 9,21 309 118 36 40 513 533 2,06 Zn 0,41 13 4,37 1,12 0,08 19 20 2,40 Cd 0,53 6,24 53 38 15 113 124 0,07 Pb 51. Táblázat: Üledék rétegminták többlépcsĘs extrakciójával nyert elemfrakciók analízisének eredményei

Minta

Elem

VII/10 Mg 30-35 cm Ca Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb VII/10 Mg 40-45 cm Ca Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb VII/10 Mg 50-55 cm Ca Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

Minta

667 9190 2,59 26 45 0,20 2,94 1,02 10 0,40 0,27 269 7636 0,37 41 32 0,10 0,79 0,00 1,99 0,14 0,19 1098 10931 3,98 24 64 0,40 2,99 2,83 9,54 0,21 0,78

2935 18877 17 115 344 1,89 25 2,42 568 22 6,21 2092 13634 7,93 95 235 0,66 4,46 3,01 49 1,09 6,47 2080 10329 7,28 108 188 6,38 27 2,61 356 4,78 3,92

657 1700 64 52 2027 1,96 20 6,39 257 9,53 43 137 508 15 21 594 0,42 3,98 5,12 22 0,19 19 315 2162 16 37 2167 3,64 22 1,80 172 4,13 22

228 160 605 9,73 1144 1,18 17 50 85 2,45 92 61 94 56 5,31 120 0,28 9,98 0,00 0,00 0,05 5,78 745 285 463 22 4923 3,16 24 87 64 0,52 103

206

3045 511 898 164 9073 8,06 382 37 58 0,15 46 1435 425 749 124 5607 4,89 301 14 16 0,00 3,74 1848 319 487 89 5797 3,99 207 21 19 0,00 17

7533 30437 1586 368 12632 13 446 98 978 34 188 3995 22297 828 286 6589 6,35 320 22 89 1,46 35 6086 24026 978 279 13138 18 284 115 621 9,64 148

7437 27314 1845 376 13565 14 472 123 1014 37 203 4065 20246 963 285 6729 6,65 337 25 98 1,53 38 6212 21669 1250 298 13805 19 330 145 607 11 180

4,07 15,09 0,03 2,31 0,12 0,67 0,77 0,06 1,69 1,86 0,05 11,93 35,33 0,12 5,18 0,37 1,10 0,38 0,59 2,28 5,19 0,27 3,00 8,69 0,02 2,23 0,04 1,00 0,65 0,06 1,55 1,07 0,04


52. Táblázat: Üledék rétegminták többlépcsĘs extrakciójával nyert elemfrakciók analízisének eredményei

VII/10 Mg 80-85 cm Ca Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb VII/15 Mg 0-5 cm Ca Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb VII/15 Mg 40-45 cm Ca Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Cd Pb

Minta

2406 5877 0,66 48 35 0,34 0,62 0,00 2,33 0,05 0,04 1826 12342 2,64 35 49 0,13 2,42 1,05 1,80 0,20 0,03 1096,69 11744 0,40 71 62 0,08 0,69 0,00 0,00 0,00 0,00

695 2687 1,00 45 207 1,19 2,17 0,00 15 0,30 0,17 1893 32242 3,44 183 119 1,85 12 0,02 110 5,16 0,89 1062 44921 0,63 796 200 2,46 4,34 0,00 18 0,06 0,10

295 1516 0,97 22 960 1,06 2,63 0,00 12 0,49 0,97 504 4213 9,62 63 1220 1,73 15 0,06 147 7,65 3,87 816 4249 0,06 645 5765 2,12 3,88 0,00 0,86 0,05 0,00

957 248 30 22 3175 1,80 11 3,02 21 0,07 9,44 938 467 241 2509 3688 20 41 56 120 33 33 178,17 762 61 182 5576 3,51 30 2,35 1,72 0,02 2,49 207

1669 329 165 61 3896 2,06 69,86 9,59 20 0,00 3,57 2136 304 476 91 5605 4,34 226 15 23 0,00 9,14 881 315 1653 246 13333 9,86 793 21 4,30 0,00 2,58

6022 10658 198 199 8272 6,46 86 12 70 0,92 14 7297 49568 733 2881 10681 28 297 72 402 46 47 4034,13 61990 1715 1942 24936 18 832 23 25 0,13 5,16

4186 6174 157 134 5920 4,96 67 9,52 40 0,74 10 6956 43638 955 433 12160 12 304 58 369 16 67 3928 54860 1803 1993 23939 19 866 25 12 0,13 5,24

2,48 4,85 0,05 2,09 0,06 0,53 0,21 0,00 0,53 0,63 0,02 2,58 9,53 0,02 0,08 0,03 0,09 0,26 0,02 0,42 0,13 0,02 2,17 11,31 0,02 1,05 0,02 0,45 0,15 0,00 7,18 0,90 0,04

53. Táblázat: Üledék rétegminták többlépcsĘs extrakciójával nyert elemfrakciók analízisének eredményei Elem Elemtartalom (mg/kg) 1. frakció 2. frakció 3. Frakció 4. Frakció 5. Frakció Összeg. Összes (királyvíz) Mobilitási faktor

5.5

NEHÉZFÉMEKKEL SZENNYEZETT ÜLEDÉKEK ėKOTOXIKOLÓGIAI POTENCIÁLJÁNAK JELLEMZÉSÉRE SZOLGÁLÓ SZEKVENS EXTRAKCIÓS MÓDSZEREK ÉS BIOLÓGIAI TESZTEK FEJLESZTÉSE

Az EU BCR ajánlás szerinti frakcionálás lehetĘvé teszi az üledékben felhalmozódott nehézfémek mobilitásának kvantitatív becslését, azonban az egymás után alkalmazott agresszív extrahálószerek fokozatosan lebontják elemi specieszek eredeti formáit, így az extraktumokból ezek nem határozhatók meg, s a jelenlétük által okozott ökotoxikológiai kockázat sem becsülhetĘ. E célra az MSZ-21470-50/1998 Magyar Szabványban elĘírt egylépéses extrakciók közül a vizes kioldás elvileg alkalmazható lenne, a tapasztalatok szerint azonban ez számos technikai nehézséggel jár, s hatékonysága is csekély. Ezért mintegy öt éve megkezdett kutatásaink során a kockázat becsléshez olyan megoldást kerestünk, amely az EU-BCR módszerhez hasonlóan kémiai információt is tartalmazó többlépcsĘs szekvens kioldáson alapul, de lehetĘséget nyújt az egyes természetes állapotú specieszek megĘrzésére. E kutatások során kidolgoztunk az alábbi szuperkritikus extraktorban végrehajtható szekvens extrakciós technikát. Eszerint a kvarchomokkal 1:2 arányban kevert üledékmintát mérjük be a szuperkritikus extraktor mintatartójába, majd 27 Mpa nyomáson és 80 oC-on a következĘ extrakciós lépéseket hajtjuk végre: • • • •

1. lépés: Extrakció szuperkritikus széndioxiddal 60 percig. Várt információtartalom: CO2-oldható szerves molekulákhoz kötĘdĘ elemfrakció. 2. lépés: Extrakció szubkritikus vízzel szuperkritikus extraktorban 60 percig. Várt információtartalom: Vízoldható elemtartalom. 3. lépés: Extrakció 95% szubkritikus H2O és 5% CO2 elegyével 60 percig. Várt információtartalom: karbonátokhoz kötött elemfrakció. 4.lépés: A mintát a szuperkritikus extraktorból kivéve HNO3/H2O2 elegyében roncsolásos extrakciónak vetettük elĘ mikrohullámú roncsoló berendezésben. Várt információtartalom: savoldható maradék elemfrakció.

A kidolgozott eljárás részletes leírását és a BCR-ajánlással való összehasonlítás részletes eredményeit a Heltai et al. (2000, 2002) közlemények tartalmazzák. Az alábbi táblázatban összefoglaltuk a BCR eljáráshoz ajánlott CRM 601 bizonylatolt összehasonlító minta elemzési eredményeit a BCR szerinti, illetve az általunk kidolgozott frakcionálási eljárással. Eredményeink szerint a hasonló kémiai információt hordozó extrakciós lépések eredményei össszemérhetĘk (BCR 1. lépés / (H2O/CO2) 2. és 3. lépés összege). Ugyanakkor azonban az általunk kifejlesztett eljárás információtartalma más, mint a BCR-eljárásé, a BCR-ajánlás szerint ecetsavas kioldással egyetlen frakcióban kivont mobilis elemfrakciót jellemzi részletesebben (vízoldható és karbonátokban kötött frakciókra bontva) (54. Táblázat).

208

54. Táblázat: A CRM 601 bizonylatolt összehasonlító üledékminta BCR és CO2/H2O szekvens extrakcióval végzett elemfrakcionálási eredményeinek összehasonlítása. Az elemtartalmat az extraktumokban ICP-AES módszerrel mértük. Extrakció Elem koncentráció (mg kg-1) BCR ajánlás 1. lépés mért bizonylat olt 2. lépés mért bizonylat olt 3. lépés mért bizonylat olt CO2/H2O kombináció 1. lépés (CO2)

Zn 252±5 264±5

Cd 3,90±0,13 4,14±0,23

Pb 1,65±0,32 2,68±0,35

Ni 7,39±0,45 8,01±0,73

Cr 0,26±0,06 0,36±0,04

215±7 182±11

3,07±0,11 3,08±0,17

72,1±6,3 33,1±10*

6,75±0,41 6,05±1,09

2,17±0,25 -

Cu 9,71±0,15 8,32±0,46 * 16,0±2,3 -

131±11 -

2,11±0,25 1,83±0,20

131±13 109±13

7,56±0,52 8,55±1,04

22,9±1,2 -

121±22 -

0,146±0,0 41 0,200±0,0 66 0,186±0,0 24

10,7±0,7

0,114±0,0 17 0,130±0,0 05 0,131±0,0 13

0,020±0,0 03 3,51±0,51

1,39±0,4 0,034±0,0 1 49 2. lépés (H2O) 3,40±0,7 0,049±0,0 4 05 3. lépés (H2O+CO 15,3±6,4 0,291±0,1 26 2) *Nem bizonylatolt (tájékoztató) érték.

0,951±0,0 51 7,86±0,29

0,257±0,0 53

Igen nagy komparatív elĘnye az általunk ajánlott eljárásnak, hogy idĘszükséglete töredéke a BCR-eljáráshoz szükséges idĘráfordításnak. Emellett a vizes és CO2-oldható kivonatokban lehetĘség van eredeti állapotú specieszek keresésére és azonosítására. Ez utóbbiban bebizonyítottuk, hogy az oldható apoláris szerves komponensek mellett jelentĘs mértékben elemi kén is kioldódik. A vizes kivonatok felhasználhatók nehézfémmel szennyezett üledékminták ökotoxikológiai hatásának tesztelésére. A módszer ezirányú alkalmazásáról számolunk be a Heltai et al. (2005) közleményben. A VII. tóból a gépgyári csapadékvízelvezetĘ beömlésénél vett felszíni üledékminta ökotoxicitását pollentömlĘ-növekedési tesztben (Pollen Tube Growth Test, PTG) vizsgáltuk több, más forrásból származó (Tisza) mintával együtt. A liofilizált mintából szubkritikus vízzel nyert kivonattal végzett pollentömlĘ-növekedési teszt (Pollen Tube Growth Test, PTG) során a dohány (Nicotiana sylvestris) pollenjét megfelelĘ tápoldatban szuszpendáltuk. A vizsgálandó extraktumból 0,1 ml-t 50 ml-es zárható üvegbe mértünk, és hozzáadtunk 0,1 ml szuszpenziót, majd 18 órán át 25°C-on inkubáltuk. (Mintánként öt ismétléssel dolgoztunk, két pollentörzs párhuzamos alkalmazásával.) Az inkubáció alatt kifejlĘdött pollentömlĘket centrifugálással elkülönítettük, és Alcian blue 8 GX festékkel festettük. A tömlĘk felületén megkötött festéket 40% citromsavban újraoldottuk és koncentrációját (amely a tömlĘhosszal arányos) fotometriásan határoztuk meg 618 nm hullámhosszon. A kezelés hatása a fényelnyelés desztillált vízzel végzett kontrollkísérlethez képest való csökkenésében nyilvánul meg. A PTG tesztet megelĘzĘen a minták nehézfém tartalmát szubkritikus vízzel (I) és szubkritikus H2O/CO2 eleggyel (II) frakcionáltuk (55. Táblázat). A liofilizált mintából szubkritikus vízzel nyert kivonat a PTG tesztben kismértékben toxikusnak mutatkozott (118. ábra). Annak ellenére, hogy az ecetsavval mobilizálható, határértéket meghaladó mennyiségĦ kadmium tartalom alapján a VII. tó üledékét veszélyes hulladéknak minĘsítettük, a környezeti mobilitás 209

természetes útjait jobban jellemzĘ általunk kifejlesztett frakcionálási módszer kisebb veszélyt mutat, melyet a pollentömlĘ növekedési teszt is alátámaszt. 55. Táblázat: frakcionálás szubkritikus vízzel (I) és szubkritikus H2O/CO2 (II) eleggyel Minta

Zn µg/l I. 2814

II. 2261

Cd µg/l I. II. <2 6,8

Pb µg/l I. 2030,7

Ni µg/l II. 221

Cr µg/l

Cu µg/l

I. II. I. II. I. II. 888,3 180,2 172,2 459 365,4 52,7

Tisza 201 Tisza 10344 12087 <2 113,9 919,2 358,7 278,4 207,4 417,6 185,3 381,6 22,1 202 1769 1709,4 168,2 116,6 66,7 24,2 281,3 19,8 Tisza 449,5 327,8 <2 <2 207 686 939,4 109,2 138,6 81,2 15,4 25,2 4,4 VII . tó 627,2 1533,4 <2 <2

118. ábra: A vizes extraktumok által kiváltott tömlĘnövekedés-gátlás

70

21/00

Gátlás %

60

20/01

50 40 30 20 10 0 201

202

210

207

VII

5.6

A VIZGYUJTO TERÜLETEK RADIOLOGIAI FELMERESE, A TALAJ ÜLEDEK KÖLCSÖNHATASOK ERTEKELESE RADIOLOGIAI MODSZEREKKEL

A vízminĘségi monitoring rendszerek kialakításához a környezeti sugárzási viszonyok felmérése rendkívül hasznos kiegészítĘ információkat nyújthat, s így a mintaterületeken 1995tĘl megkezdett vizsgálatainkban a talaj/víz/üledék kapcsolatok felderítésében a radiokémiai módszerek eddig is nagyon hasznosnak bizonyultak. Jelen monitoring programunk keretében ezért célul tĦztük ki az eddigi radiokémiai vizsgálataink összegezését, kiegészítve azt a három mintaterület radiológiai feltérképezésével. E célból mindhárom mintaterületünkön a vízfolyások mentén az összes monitorozási pontnál a vízfelszín fölött, s a parti talajfelszín fölött feltérképeztük a gamma-dózisteljesítményt IH-95 hordozható sugárszint és szennyezettség-mérĘ mĦszerrel a felszíntĘl 1 m magasságban. Emellett a Csórréti mintaterületen a befolyó patakoknál s a víztározó hossztengelye és kereszttengelye mentén, továbbá a Rákos-patak és Galga-patak már korábban is vizsgált néhány pontjánál, talaj- és üledékmintákat vettünk Ȗ-spektrometriás vizsgálatokhoz. Ez utóbbi vizsgálatok célja elsĘsorban a csernobili reaktorbalesetnél szétszóródott Cs-137 izotóp eloszlásának meghatározása volt, amely a talaj ĺ víz ĺ üledék transzport folyamatok megítélésénél nyomjelzĘként alkalmazható. Referenciaként ezeken a helyeken K-40 természetes radioaktív izotóp eloszlását is meghatároztuk. 5.6.1 A 2005. évi gamma-dózisteljesítmény mérések értékelése A gamma-dózisteljesítmény mérések fontosabb eredményeit a 13./a/b/c táblázatok, részletesebben pedig az ezekrĘl készült G/S-térképek mutatják (59., 60. és 61. ábrák; a térképek római számozása I. ĺIV. irányban, a vízfelülettĘl mért legtávolabbi vízfelület fölötti megfigyelési pontokra utal). A terresztriális sugárzás értéke a szabadban, a talaj felszínétĘl 1 m magasságban a helytĘl függĘen 24-160 nGy/h között változik, a népességgel súlyozott világátlag 57 nGy/h. A szabadtéri expozíciót elsĘsorban a természetes radionuklidoknak a talajban elĘforduló aktivitáskoncentrációja határozza meg. A gamma-dózisteljesítmény nagy része az 238U-sorban az 214Pb és a 214 Bi, a 232Th-sorban a 208Tl és 228Ac radioizotópoktól származik. A sugárzás egy részét a talaj elnyeli, a felszíni külsĘ dózishoz a 30 cm-nél mélyebb rétegek már számottevĘen nem járulnak hozzá. A pillanatnyi dózisszintet jelentĘs mértékben befolyásolja – csökkenti – a talaj víztartalma. Az egyes mintaterületeken a gamma-dózisteljesítményei a következĘ tartományban mozogtak : 44,4 - 93,6 (Rákos-patak); 62,3 - 96 (Galga-patak); 41,4 – 107 nGy/h (Csórrét). Az eltérések az egyes mérési pontok között jelentĘsek, a gammadózisteljesítmény értéke a vízfelület fölött minden esetben kevesebb, mint a talaj felett 1 m-re. Ez döntĘ részben a természetes radioizotópok eltérĘ környezeti koncentrációinak, valamint a talajvíz és a patakmederben lévĘ betonburkolat abszorpciójának tulajdonítható. A patakmederben mért gamma-dózisteljesítmény átlagosan 8 %-kal (a Galga-pataknál 7,9 % és a Rákos-pataknál 8,1 %) kevesebb volt a vízparttól távolabb detektált átlagértékektĘl. A patakok és tavak mentén mért gamma-dózisteljesítmény a háttérsugárzási értékek változására áramlás irány szerint nem mutat tendenciát, és nem haladja meg az országos átlagot. A Csórréten mért adatok alapján az is megállapítható, hogy a víz felszínén a gammadózisteljesítmény a víz mélységének függvényében csökkent. 56./A-C Táblázat:A három területen mért jellemzĘ gamma-dózisteljesítmény értékek

211

a./ Csórrét Csórrét mintavételi pontjai RAD 1 RAD 2 TÁROZÓ P1 P 1 MOHA P2 CT P 3-4 KIKÖTė P2 RAD 5 RAD 6 RAD 7 RAD 8 MOHA RAD 9 RAD 10 RAD 11 RAD 12 RAD 13 RAD 14 RAD 15 RAD 16 RAD 17 RAD18 P 5 ÜLEDÉK RAD 19 RAD 20 RAD 21 P5 TÓ KÖZÉP LEGMÉLY TORONY RAD 3 VÍZ ÁTLAG

Gamma-dózisteljesítmény talaj felett nGy/h 75,8 84,1 61,1 88,8 96 83 82,6 87,3 77,1 92,5 93,6 84,8 69,4 96,6 96,5 78,9 107 84,9 88,8 70,1 84,4 83,2 80 84 92,3 83 86,5 83,5 101

85,4

212

Gamma-dózisteljesítmény víz felszín felett nGy/h

50,6 41,4 43 47,9 45,7

b./ Rákos-patak Rákos patak mintavételi pontjai RP1 RP7 RP11 RP17 RP18 RP19 RP20 RP22 RP24 RP25 RP26 RP28 RP29 RP30 RP31 ÁTLAG

Gamma-dózisteljesítmény talaj felett nGy/h a parton a pattól távolabb 67 70 59,4 69,1 72,7 70,1 66 80,2 76,4 78,1 70,4 78,7 56,4 68,2 63,5 75,1 65,5 70,1 55 66,4 65,7 77,7 57,7 61,8 60 70,4 80,1 69 69 67,1 65,7 71,5

c./ Galga-patak Galga patak mintavételi pontjai

44,4

Gamma-dózisteljesítmény nGy/h a parton

G19 G18 G12 G8 G7 G5 G4 G2 G1 ÁTLAG

Gamma-dózisteljesítmény víz felett nGy/h a víz felszínén

a parttól távolabb 81,1 88 75,8 63,5 63,5 74,4 76,7 62,3

-

73,2

213

78,1 84,1 74 80,5 86 84,4 80,1 68,6 79,5

119. ábra: I., II., III., IV. Gamma-dózisteljesízmény mérések eredményei a Rákos-patak mentén

214

120. ábra: I., II., III., IV. Gamma-dózisteljesízmény mérések eredményei a Galga-patak mentén

215

121. ábra: Gamma-dózisteljesízmény mérések eredményei a Csórréti területen

5.6.2 A 2005. évi Cs-137 eloszlás mérések értékelése Az 57. Táblázat mutatja a Cs-137 aktivitás-koncentrációk értékeit a három mintaterületen vett talaj- és üledékmintákban. A táblázatokból a következĘ megállapítások tehetĘk: 57. Táblázat: A talaj- és az üledék Cs-137 radioaktivitása (Bq/kg) a Rákos-Galga-Csórrét mintaterületeken 2005-ben a.) b.) c.) Rákos-patak Minta azonosító

Talaj

RP31

Galga-patak Üledék

Csórrét

Minta azonosító

talaj

Minta azonosító

Talaj Üledék

27

G7 Iklad

10

P1 (torkolat)

2

34

RP29

23

G6 Domony

71

P1 moha

69

-

RP22 erdĘ

39

G5 Aszód 1

78

P2 (torkolat)

3,1

20

RP22 tópart

40

G4 Aszód 2

16

P3-4 (torkolat)

<1,5

28

RP19

20

átlag

44

P5 (torkolat)

14

13

RP18

16

RAD4

11

Átlag

28

RAD12

33

52

52

HT1

40

HT2

40

HT3

49

HT4

49

HT5

41

átlag

216

11

35

A három mintaterületen a Cs-137 átlagos aktivitás-koncentrációja a talajon jelentĘsen eltér, s ez még ma is jelzi, hogy 1986-ban a radioaktív aeroszol kihullás eltérĘ mértékben érintette a három területet. Az egyes mintaterületeken belül is rendkívül nagy ingadozások tapasztalhatók. A tavak üledékében mért átlagos Cs-137 koncentráció többszöröse a környezĘ parti talajban mért értéknek. Ez a megfigyelés megegyezik a GödöllĘ és Isaszegi tórendszerben szerzett korábbi tapasztalatainkkal, s a Cs-137 csapadékvízzel történĘ bemosódására utal. A Cs-137 felhalmozódása a tavi üledékekben lehetĘvé teszi az üledékképzĘdés idĘskálájának becslését a kb. 30 éves felezési idĘ és az 1986-os kiszóródás idĘpontjának figyelembevételével. 5.6.3

A korábbi (1995/2001/2003) évi Cs-137 eloszlás vizsgálatok tapasztalatainak összegezése a Rákos- és Galga-patak mentén

1995-ben a GödöllĘ és Isaszeg közötti tórendszerbĘl vett üledék rétegmintákban, az üledékben lefelé haladva a Cs-137 aktivitás koncentráció 200-1000 Bq/kg értékrĘl kiindulva a 35-40 cm mélységig 10-50 Bq/kg értékre csökken (58. Táblázat). Ugyanakkor a K-40 aktivitás-koncentrációjának vertikális profilja nem mutat semmilyen változási trendet, s a 200-500 Bq/kg tartományban ingadozik. Ezek a megfigyelések azt mutatják, hogy a Cs-137 a csapadékvízzel bemosódva elsĘsorban tavi üledékekben halmozódhat fel, s alkalmas nyomjelzĘje lehet az üledékképzĘdés idĘbeli követésének. A bemosódás tényét igazolja a VII. tavon (RP) 22 végzett kiegészítĘ vizsgálatunk is. A 15. táblázatban látható, hogy a parti talajban a vízfelület felé haladva a Cs-137 aktivitás koncentráció rohamosan nĘ, míg a K-40 aktivitás koncentrációja nem változik. 58. Táblázat: A VII. tó (RP2) partján a parttól kiindulva 10 méterenként vett talajmintákban (2001) mért K-40 és Cs-137 aktivitás koncentrációk Távolság a parttól

K-40

Cs-137

(m)

(Bq/kg)

(Bq/kg)

0

312

216

10

339

24

20

303

18

30

309

15

A Galga-patakon (2001-ben) és a Rákos-patakon (2003-ban) lefolytatott vizsgálataink szerint a patakok mederüledékében a Cs-137 dúsulása a parti talajhoz képest nem mutatható ki egyértelmĦen, s nem mutat egyértelmĦ növekedési tendenciát a vízáramlás irányában sem. A Galgánál a partfal talaja általában nagyobb Cs-137 aktivitást mutatott, mint a mederüledék. Ennek feltehetĘen az a magyarázata, hogy a Galgán végzett korábbi mederkotrás során a kiemelt üledéket a töltésre helyezték ki. A Rákos-patak (RP29), az I. tó (RP28) és a VII. tó (RP22) partmenti talajából vett rétegmintákban a Cs-137 1986-ban megnövekedett aktivitás-koncentrációja csak a 0-20 cm

217

rétegben volt kimutatható. A Cs-137 tehát a mélyebb talajrétegekbe csak nagyon kis mértékben mosódik be, s így érthetĘ, hogy a felszínen elfolyó víz által kioldott Cs-137 a mélyebben fekvĘ tavi üledékekben halmozódik fel.

218

5 MELLÉKLET TALAJ, VÍZ ÉS ÜLEDÉK KAPCSOLATOK A VÍZGY JT KÖN, MÓDSZERFEJLESZTÉS, EREDMÉNYEK

Recommend Documents