A talajvíz kutak szennyezettségének vizsgálata Mikepércsen és Bodrogkeresztúron Szabó György - Szabó Szilárd - Szabó Andrea - Szemán Beáta Bevezetés A felszín alatti vízbázisok közül Magyarországon a talajvízbázisok állapota a legrosszabb. Ennek hátterében elsősorban a talajvizek szennyezésekkel szembeni igen nagy érzékenysége áll, mivel a felszín közelében húzódó talajvizet a szennyezések általában hamar elérik (Bíró T. et al., 1998). Tanulmányunkban két települést vizsgáltunk meg, melyek közül Bodrogkeresztúron a közelmúltban épült ki a csatornahálózat, Mikepércsen viszont csak most kezdődnek a munkálatok. Tanulmányunkban mindkét település esetében megvizsgáltuk a talajvízkutak vizének állapotát. Mikepércsen, ahol még nem épült ki a csatornahálózat, a keletkező szennyvíz döntő hányada (becsléseink szerint több mint 90%-a) a talajba szivárog, s általában eléri a talajvizet. Bodrogkeresztúron 2001-ben épült ki a csatornahálózat, a rákötések aránya magas, közel 85%-os, ugyanakkor csaknem minden háznál tartanak állatokat, így a talaj, illetve a talajvíz szennyezésének lehetősége továbbra is fennáll. A vezetékes vízellátás mindkét településen kiépült, így a lakosságnak nem kell talajvizet fogyasztania, ennek ellenére tudomásunk szerint előfordul, hogy Bodrogkeresztúron néhányan mégis a talajvizet isszák, mert jobbnak tartják az ízét a vezetékes vízénél. Emellett az állatok itatására gyakran az ásott kutak vizét használják fel, ami állategészségügyi szempontból is problémát jelenthet. Arról sem szabad elfeledkeznünk, hogy a rétegvízbázisok mindkét településen hidraulikai kapcsolatban vannak a talajvízzel, ezért a szennyezett talajvíz végső soron veszélyezteti az ivóvízkészleteket. A kutatásunk elsődleges célja az volt, hogy átfogó képet nyerjünk a vizsgált településeken a talajvíz kutak vizének szennyezettségi állapotáról. További célunk volt a két település talajvízminőségének összehasonlítása, abból a szempontból, hogy kimutatható-e a csatornázás pozitív hatása. Emellett fel kívántuk tárni a településeken belüli szennyezettségi gócokat, a szennyezések térbeli és időbeli változásait. 1. Anyag és módszer A tanulmányban a két településről 2005 júliusa és 2006 januárja között, havi rendszerességgel begyűjtött talajvízmintákat vizsgáltunk meg, melyek a településeken található ásott kutakból származnak. Bodrogkeresztúron 15, Mikepércsen pedig összesen 17 kutat mintáztunk meg (1. és 2. ábra). A kutak kijelölésénél igyekeztünk lefedni a települések teljes területét, emellett azonban az is a kritériumok között szerepelt, hogy meg tudjuk vizsgálni a vízkémiai paraméterek kis területen belüli változékonyságát is. A mintavétel vákumpumpás vízmintavevő készülékkel történt, a mintákat buborékmentesen lezárt műanyag flakonokban szállítottuk be a Debreceni Egyetem földrajzi laboratóriumába. A vezetőképesség és a hőmérséklet meghatározását a mintavétel időpontjában, a terepen végeztük egy Schott típusú elektromos vezetőképesség-mérővel. Minden mintavétel alkalmával megmértük a talajvíztükör mélységét is. A nirit-, nitrát-, ortofoszfát-, ammónium- és szervesanyag-tartalom, valamint a pH meghatározását a laboratóriumban, a mintavételt követő napon végeztük el (Literáthy P. 1973). Vizsgálatunkkal csak a kutak kémiai vízminőségét tudjuk jellemezni, mivel a MSZ ISO 21464:1998 sz. szabvány a környezetvédelmi vízmintavételnél 3-szoros kúttérfogatnyi 1
víz kitermelését írja elő, mely számos esetben több köbméternyi víz kiszivattyúzását tette volna szükségessé. Így eredményeink nem terjeszthetők ki a talajvíz minőségére, mivel több kút esetében a bennük lévő víz cserélődése csak igen vontatott, régóta bennük tartózkodhat, így kémiai paraméterei a talajvízhez képest megváltozhattak.
1. ábra. A bodrogkeresztúri talajvízmintavételi pontok Az eredményeket Excel adatbázisban rögzítettük, a diagramokat szintén ezzel a szoftverrel készítettük el, a térképek szerkesztését a Surfer 8.0 program segítségével végeztük. A statisztikai vizsgálatok során normalitás tesztet végeztünk Kolmogorov-Smirnov próbával, s miután az adatok döntő hányada nem normál eloszlású volt, a korreláció analízisnél a Spearmann-féle korrelációs együtthatót használtuk, az összehasonlításoknál pedig a nem paraméteres Mann-Whitney próbát alkalmaztuk. A statisztikai vizsgálatokhoz az SPSS 8.0 szoftvert használtuk. 2. A vizsgált települések bemutatása Bodrogkeresztúr a Tokaj-Hegyalja 1400 fős települése. Hegylábi helyzetű, változatos hidrogeológiai viszonyokkal. A község magasabb részein a csapadék és a környező (magasabb) térszínekről áramló víz befolyásolja a talajvízviszonyokat, alacsonyabb része viszont a Bodrog parton fekszik, így a folyó hatása is érződik a talajvízjátékban és az áramlásban. A vulkanikus eredetű, savanyú riolit ártufa és hullott riolittufa kőzet alapján savanyúbb kémhatású talajvizet várhatnánk, ám a pH ritkán süllyed 7 alá. Uralkodó talajtípusa az agyagbemosódásos barna erdőtalaj, a lejtőhordalék talaj, valamint a Bodrog alluviumán az öntéstalaj (Pinczés Z. et al. 1978). 2
Bodrogkeresztúr éves csapadékösszege 2005-ben mindössze 524 mm volt. Ez persze nem jelenti azt, hogy rendszeresen ilyen kevés csapadék hullik, mindenesetre a érződik az, hogy a település a hegység keleti oldalán helyezkedik el és a félmedence zártabb jellege. Az elmúlt 50 év csapadékátlaga 565 mm, Legszárazabb hónapok a január és a március, legcsapadékosabb a június, július. Az augusztusi konvektív csapadék szerepe alárendeltebb. A település alatti talajvíz nem feltétlenül alkot egységes víztükröt, különösen a magasabb hegylábi részeken. Itt az átlagos mélység 8-9 m, az alacsonyabb részeken 3-4 m. Mikepércs község a Hajdúság és a Nyírség határán fekszik, a határvonal nagyjából a településen áthaladó 47-es főútvonal mentén húzódik. A lakott terület döntő része a főúttól keletre fekszik, tehát a Nyírséghez tartozik. A 3000 lakosú településen 2006 második felében fog beindulni a csatornázási program, mely előreláthatólag 2008-ra fejeződik be. Az ISPA európai uniós előcsatlakozási alap 58%-ban finanszírozza a beruházást, melyhez 32%-os állami támogatás kapcsolódik, az önkormányzatnak a költségek mindössze 10%-át kell biztosítania. A település alatti rétegvízbázisok sérülékeny volta, s a talajvízkészletek jelentős mértékű elszennyeződése halaszthatatlanná tette a beruházás megindítását.
2. ábra. A mikepércsi talajvízmintavételi kutak A talajvíz szennyezésekkel szembeni érzékenységét alapvetően meghatározza a talaj mechanikai összetétele, emellett fontos befolyásoló tényező a talaj szervesanyag-tartalmának
3
és pufferkapacitásának alakulása is. A tájhatáron fekvő Mikepércs talajtani szempontból változatos képet mutat. A település 47-es főútvonaltól nyugatra eső részeire a Hajdúság lösz területe nyúlik be, ahol csernozjom talajok alakultak ki. ÉNy-on típusos mészlepedékes csernozjom, az alacsonyabban fekvő Ny-i, és DNy-i részeken pedig alföldi mészlepedékes csernozjom, valamint réti csernozjom található. A 47-es úttól keletre elhelyezkedő területen, a Nyírség homokos szövetű talajai ékelődtek be, melyek a szennyezések szempontjából lényegesen sérülékenyebbek a csernozjomoknál. A leggyakoribb talajtípus a csernozjom jellegű homoktalaj és a humuszos homok, de foltokban megtalálható a futóhomok váztalaj is. Talajvíz mélysége a vizsgált időszakban az átlagosnál lényegesen magasabb szinten volt, mivel a 2005-ös év csapadékosabb volt az átlagosnál, amit a településtől 7,5 km-re fekvő Debrecen-Bánk (ABS443) csapadékmérő állomás adatai is alátámasztanak, mely szerint 2005-ben, 766,4 mm csapadék hullott a területre, s különösen az év második fele volt kiugróan csapadékos, hiszen júliustól december végéig 428 mm csapadék hullott (3. ábra). A település nyugati részén, a legalacsonyabban fekvő térszínen található kútban mértük a felszínhez viszonyított legmagasabb talajvízszinteket, itt 39-148 cm között változott a vízszint, míg a legmagasabban fekvő északnyugati részen található kútban, 457 és 477 cm között, a kutak többségénél azonban 150 és 250 cm között ingadozott a talajvíz szintje. A talajvíz áramlási iránya ÉK-DNy-i irányú, a községtől nyugatra futó Kondoros-patak felé irányul. 120
100
80
60
40
20
Mikepércs
ár ja nu
be r m
be r
de ce
m
no ve
r
tó be r ok
ep te m be
sz
sz tu s
au gu
jú liu s
us jú ni
is áp ri l
m áj us
m
ár
ciu
s
ru ár fe b
ja nu
ár
0
Bodrogkesztúr
3. ábra. A havi csapadék mennyiségek alakulása a Mikepércstől 7,5 km távolságban található Debrecen-Bánk (ABS443) és a Bodrogkeresztúrtól 4 km távolságban található Tokaj (AAU854) csapadékmérő állomások adatai alapján (2005. január 1. és 2006. január 31. közötti időszakban) Forrás: VITUKI Rt.
4
3. Eredmények 3.1. A talajvízkutak vízminőségének általános értékelése Bodrogkeresztúron. A talajvízkutak minősége időben és térben igen változó. A nitrit és a KOIps értékei még az ivóvíz minőségére vonatkozó 201/2001. rendeletnek is eleget tesznek, azonban a többi komponens esetében magasabb koncentrációk fordulnak elő (1. táblázat). 1. táblázat. A talajvízvizsgálatok eredményei Bodrogkeresztúron, a 17 kútban mért eredmények átlagi alapján. 2005.07.27.
2005.09.05.
2005.10.11.
2005.11.10.
2006.01.16.
pH
7,08 ± 0,20
7,16 ± 0,17
7,21 ± 0,17
7,33 ± 0,25
7,30 ± 0,22
vezetőképesség (µS/cm)
1615 ± 680
1869 ± 997
1647 ± 647
1802 ± 841
1601 ± 815
NO3-(mg/l)
94,1 ± 97,9
44,0 ± 19,3
52,8 ± 15,2
50,2 ± 19,2
118,5 ± 98,2
NO2-(mg/l)
0,07 ± 0,06
0,09 ± 0,12
0,04 ± 0,04
0,08 ± 0,14
0,04 ± 0,04
NH4+(mg/l)
0,42 ± 0,24
1,35 ± 0,43
0,64 ± 0,32
2,67 ± 8,9
0,83 ± 0,43
PO43-(mg/l)
0,82 ± 1,45
0,90 ± 1,85
0,72 ± 1,53
1,06 ± 2,18
0,85 ± 1,51
KOIp s(mg/l)
1,63 ± 1,80
2,06 ± 2,39
1,06 ± 0,66
3,03 ± 3,38
2,48 ± 2,76
talajvíz mélység (m)
5,67 ± 2,56
5,56 ± 2,57
6,07 ± 2,78
5,85 ± 2,57
5,51 ± 2,59
A pH kivételével valamennyi vizsgált paraméterről elmondhatjuk, hogy mind a havi értékek, mind az egyes kutakra vonatkozó koncentrációk relatív szórása igen nagy, 50-80%os, sőt esetenként még ettől nagyobb is előfordult. A havi adatok kb. 50%-os variációs tényezői elég nagy területi változékonyságról tanúskodnak, melyek oka az, hogy egyes kutakban alacsony, másokban pedig akár 10-20-szoros koncentrációk figyelhetők meg. Ezeket a területi anomáliákat csak a kutak környezetének tanulmányozásával, vizsgálatával, valamint kérdőívezéssel magyarázhatjuk meg. Sok esetben az állattartás jelent problémát, míg máshol az, hogy a kutat csak időszakosan használják és a benne lévő víz minősége pl. a belehulló szerves anyagok miatt leromlik. Tapasztalatunk szerint azok a legjobb vízminőségű kutak, amiket gyakran használnak és ezek közül is azok, melyekből pl. locsolás céljából sok vizet vesznek ki. A nitrit jó példa arra, hogy mennyire fontos az átlagos értékek mögött a területi és időbeli anomáliákat is megnézni. A nitrit mennyisége átlagosan eleget tesz a határértékeknek, de ha a kutakat egyenként nézzük, a koncentrációk szórása igen nagy: az értéktartomány 0,01 mg/l és 0,49 közötti. Térbeli heterogenitása is igen nagy, a relatív szórás értékei hónapról hónapra 80% fölöttiek, ami a változatos koncentrációknak köszönhető. 0,1 mg/l fölötti átlagos nitritkoncentráció jellemzi a Bodrog folyót és a közvetlen szomszédságában (kb. 15 m) levő kutat. E kút esetében meg kell jegyeznünk, hogy vízcseréjét a Bodrog vízszintje befolyásolja: a folyó kis és nagyvizei miatt a kútban a víz szintje alászáll és emelkedik, ami a víz cseréjét okozza. A talajvízben gyorsabb, a kútban lassabb a folyó vízminőség-változásainak a hatása.
5
A kútban csak akkor figyelhetjük meg a folyó talajvízre gyakorolt hatását, ha az vízszintemelkedéssel jár együtt. A többi vízkémiai paraméter esetén már nem ilyen nagy a hasonlóság, kisebb-nagyobb eltérések figyelhetők meg a fent említett okok miatt. A vízminőség időbeli változékonyságára jó példa a Bodrog, ami a folyót érő időszakos terhelések fényében nem meglepő. 2005 novemberében nemcsak vezetőképesség, hanem az ammóniumion és a KOIps is az azt megelőző értékek sokszorosára (NH4+: 36 mg/l – 50szeresére, PO43-: 6 mg/l – 30-szorosára, illetve KOI: 15 mg/l – 3-4-szeresére) emelkedett, ami nagy valószínűséggel szennyvíz eredetű szennyezésre (méghozzá elég nagy mennyiségű bebocsátásra) utalhat. A Bodrog rendszerint 400-500 µS/cm-es vezetőképesség értékéhez képest ez a novemberi 1600 µS/cm igen nagy változásnak számít, ami miatt mind a szórás, mind a relatív szórás értékei megugranak. Mindez a folyótól 15 méterre lévő kútban nem látszik meg, sem ekkor, sem a következő hónapban, mivel a szennyezés a folyón úgy vonult le, hogy nem esett egybe áradással, így ez a szennyezett víz nem került bele a kút belsejébe. Egy adott kút szennyezettségének időbeli változásait vizsgálva azt mondhatjuk, hogy a legtöbb vízkémiai paraméter változékonysága nagy. Kivételt a pH és a fajlagos vezetőképesség képez, melyek relatív szórása mindössze 5% körüli. A többi vízkémiai paraméter esetében a havi adatsorra is jellemző 50-80% körüli relatív szórásértékeket kaptunk, ami azt jelenti, hogy nemcsak térben, hanem időben is változó a kutak vízminősége. Ez egyben azt is jelenti, hogy a legtöbb kút vizére a talajvíz változó minősége nagy hatást gyakorol, a talajvíz folyamatosan belekeveredik a kútba a legalsó kútgyűrű alatt. Meg kell jegyeznünk, hogy több kút is kevesebb, mint 50 méteres távolságban van egymástól, a szennyezettségükben mutatkozó különbségek azonban számottevők. Ennek oka, hogy a kutak vízminőségét a talajvíz minősége befolyásolja, melyet lokálisan terhelnek a háztartások szennyezései (egy régi derítő, állattartás stb.) (Kolozsváriné Pásztor A., 1995). Ez a szennyezés a talajvízben felhígulhat, a kútba kerülve azonban erre kisebb esély van, a kút vízcseréjétől függően akár hosszabb ideig is eltarthat. 3.2. A talajvízkutak vízminőségének általános értékelése Mikepércsen. A vizsgált vízminőségi paraméterek tekintetében rendkívül kedvezőtlen kép rajzolódik ki a mikepércsi talajvízkutak esetében (2. táblázat), ami egyértelműen a csatornahálózat hiányával magyarázható. A településen felhasznált vezetékes vízből származó szennyvíznek kevesebb, mint 10 százaléka kerül a debreceni szennyvíztisztító telepre, ebből következik, hogy több mint 90 százaléka a talajba szivárog. Mivel a település nagy részén homokos szövetű talajokat találunk, a szennyvíz gyorsan eléri a talajvizet, de a magas talajvízállások idején gyakran előfordul, hogy a szigeteletlen, vagy rosszul szigetelt derítők alja talajvíz szintje alá nyúlik, s ilyenkor a szennyvíz közvetlenül keveredhet a talajvízzel. A kutak vizének pH-ja az enyhén lúgos kategóriába sorolható, s térben és időben is viszonylag kis változatosságot mutat, a relatív szórás értékei egyetlen kút esetében sem haladta meg az 5%-ot. Ez az egyetlen olyan általunk vizsgált vízminőségi paraméter, ami az összes minta esetében határértéken belüli szinten volt. A vezetőképesség értéke 500 és 4600 µS/cm között változott a vizsgálati időszakban. A 17 kútból mindössze három, a község délkeleti részén található kút esetében nem éri el a féléves eredmények átlaga az 1000 µS/cm-t. 5 kút esetében 1000-2000 µS/cm, további 5 kútban 2000-3000 µS/cm, négy kút esetében pedig, melyek a település északi és nyugati részében találhatók, 3000 µS/cm fölötti volt a fajlagos vezetőképesség értékének átlaga. Amennyiben az egyes mintavételi időpontokban vizsgáljuk meg a 17 kútból származó minta átlagértékét, azt láthatjuk, hogy a fajlagos vezetőképesség általában meghaladja a 2000 µS/cm-es szintet, ami komolyabb szennyezőanyag-terhelésre utal.
6
2. táblázat. A talajvízvizsgálatok eredményei Mikepércsen, a 17 kútban mért eredmények átlagi alapján.
pH Vezetőképesség (µS/cm) NO3(mg/l) NO2(mg/l) NH4+ (mg/l) PO43(mg/l) KOIp s (mg/l) talajvíz mélység (m)
2005.07.13
2005.08.10
2005.09.21
2005.10.24
2005.12.07
2006.01.12
7,46 ± 0,27
7,62 ± 0,25
7,58 ± 0,36
7,66 ± 0,24
7,68 ± 0,28
7,70 ± 0,26
1713 ± 865
1888 ± 1047
2109 ± 1072
2302 ± 1261
2194 ± 1045
121,7 ± 41,1
120,1 ± 43,0
107,7 ± 53,0
209,1 ± 199,4
113,6 ± 42,4
122,5 ± 41,7
0,31 ± 0,41
0,38 ± 0,47
0,13 ± 0,17
0,12 ± 0,25
0,09 ± 0,03
0,11 ± 0,22
3,24 ± 4,15
3,09 ± 3,72
6,18 ± 12,53
4,80 ± 11,74
12,06 ± 34,88
0,32 ± 0,46
4,03 ± 1,91
4,41 ± 1,65
4,51 ± 2,18
4,30 ± 2,01
4,24 ± 1,95
4,65 ± 2,05
3,48 ± 1,50
1,86 ± 0,74
6,14 ± 1,62
5,92 ± 1,83
2,91 ± 1,68
3,62 ± 1,25
1,64 ± 1,04
1,83 ± 0,99
1,84 ± 0,71
2,09 ± 0,94
1,90 ± 1,09
1,82 ± 0,94
A kutak vizének nitráttartalma csaknem minden kút esetében meghaladja a 10/2000 rendelet talajvízre előírt 25 mg/l-es szennyezettségi (B) értékét. Kivételt mindössze egyetlen kút jelentett, mely a település keleti határában található. A keleti irányból érkező talajvizet nem éri, komolyabb terhelés, s a kút környezetében sincs lokális szennyező forrás. A kutak többségében azonban 100 és 200 mg/l közé esett a vizsgálati időszakban mért eredmények átlaga, de előfordultak 200 mg/l-nél magasabb átlagértékek is. A legmagasabb nitrát koncentrációkat az októberi mintavétel alkalmával mértük. A mintavételt megelőző hónapban a korábbi hónapokhoz képest alig hullott csapadék, így ekkorra lecsökkent a csapadék hígító hatása. Az októberi mintavételkor a kutak harmadában 400 mg/l-t meghaladó koncentrációkat mértünk. A kutak vizében mért nitrit koncentrációk rendkívül nagy változatosságot mutattak, térben és időben egyaránt. A mért értékek 0,01 mg/l és 1,72 mg/l között változtak. Az egyes kutakban mért értékek időbeli változásának relatív szórása a kutak 40%-ában meghaladta a 100%-ot. A legmagasabb értékek − a nitráttól eltérően − a legcsapadékosabb időszakra, júliusra és augusztusra tehetők. Az ammónium és az ortofoszfát koncentrációk alakulása is szennyvízterhelésre utal, hiszen a mért értékek csaknem valamennyi kútban meghaladták a 10/2000 rendelet talajvízre előírt szennyezettségi (B) értékét, ami az ammónium és az ortfoszfát esetében is 0,5 mg/l. Az egyes kutakban mért ortofoszfát koncentrációk a vizsgálati időszakban viszonylag kis ingadozást mutattak, a kutak többségében több mint nyolcszoros volt a határérték túllépés. Extrém magas koncentrációk (>40 mg/l) az ammónium esetében jelentkeztek, ami egyértelműen közvetlen szennyvízbevezetésre utal (4. ábra). A kutak vizének szervesanyag-tartalmát vizsgálva megállapítható, hogy a legalacsonyabb KOIps értékek azokban a hónapokban jelentkeztek, amikor a nagy mennyiségű csapadék hatására megemelkedett a kutak vízszintje, a legmagasabb KOIps értékeket pedig a
7
vizsgálati időszak legszárazabb periódusában, a legalacsonyabb talajvízszintek idején mértük, amikor a csapadék hígító hatása a legkevésbé tudott érvényesülni.
4. ábra. Az MP4 sz. talajvízkút közvetlen közelében elhelyezkedő sertésólat magas talajvízállások idején elönti a belvíz 3.3. Összehasonlító vizsgálatok A két település talajvízkútjainak minősége a legtöbb vízkémiai paraméter tekintetében jelentős mértékben különbözik egymástól, melynek hátterében egyrészt az eltérő természetföldrajzi adottságok, másrészt a csatornázottságban mutatkozó különbségek állnak. Bár a legtöbb vizsgált paraméter esetében a különbségek domináltak, a vezetőképesség és a nátriumtartalom alakulásában nem tudtunk szignifikáns különbséget kimutatni a két település között. E két paraméter nemcsak az általunk vizsgált településeken esik az 16002200 µS/cm, illetve a 70-100 mg/l közötti tartományba, hanem feltehetően igen sok más településen is. Nem mondhatjuk, hogy ez a helyzet kedvező, mivel ezek nem alacsony értékek, azonban a csatornázatlan (vagy nemrégiben csatornázott) települések alatti talajvízben megszokott. A vezetőképességnél emellett arról sem feledkezhetünk meg, hogy az, a víz össziontartalmáról tájékoztat, így Bodrogkeresztúr esetében a pozitív korreláció a vízmélységgel nem feltétlenül jelenti azt, hogy a vizek szennyezettsége nő, hiszen például az oldott sótartalom növekedése származhat a vulkanikus kőzetekkel való kölcsönhatásból, vagy a mélyebb rétegekből történő bekeveredésből is. Mikepércsen már gyenge, de szignikáns negatív előjelű összefüggés figyelhető meg, vagyis az összionterhelés a mélyebb kutak
8
esetében feltételezhetően kisebb. Itt a homok igen nagy kvarctartalma − és a kvarc mállásnak való nagy ellenálló képessége − miatt nem valószínűsíthető a természetes eredetű ionkoncentráció növekedése a talajvízben, tehát a magasabb fajlagos vezetőképességi értékek minden bizonnyal az antropogén forrásból származó szennyezésekből adódnak. A többi megvizsgált vízkémiai paraméter esetében viszont szignifikáns (p<0,05) különbség mutatkozott a két település között, mely kivétel nélkül a mikepércsi kutak nagyobb szennyezőanyag-terhelését jelentette. Jól megfigyelhető a különbség a kutak vizének nitráttartalmában is (5. ábra). Míg Bodrogkeresztúron az értékek döntően a 40-60 mg/l-es tartományba esnek, addig Mikepércsen ennél lényegesen magasabb értékeket mértünk, a koncentrációk rendre a 70-150 mg/l-es intervallumba esnek, de időnként előfordultak ennél lényegesen magasabb értékek is (ld. 3.2. fejezet). Mindkét település esetében erős pozitív korrelációs kapcsolatot (r>0,7) mutattunk ki a nitráttartalom és a fajlagos vezetőképesség között, ami arra utal, hogy a nitrát azokban a kutakban dúsul fel elsősorban, melyekben a többi − a vezetőképesség alakulásában fontos szerepet betöltő − ion is nagyobb koncentrációban van jelen.
150,00
nitrát
100,00
50,00
80 31
0,00
Bodrogkeresztúr
Mikepércs
település
5. ábra. A talajvíz nitráttartalma Bodrogkeresztúron és Mikepércsen a 2005 július és 2006 január között begyűjtött minták alapján. Még szembetűnőbb a különbség ha a kutak vizének ortofoszfát-tartalmát hasonlítjuk össze. Bodrogkeresztúron a mérések 68%-ában az ortofoszát-tartalom alatta marad s 10/2000 rendelet talajvízre előírt 0,5 mg/l szennyezettségi (B) értékének, s mindössze 8% esetében tapasztaltunk tízszeresnél nagyobb határérték túllépést (6. ábra). A mikepércsi mintákban viszont alig fordult elő 0,5 mg/l-nél alacsonyabb érték, s a mérések csaknem felében 5 mg/lnél magasabb koncentrációt, azaz több mint tízszeres határérték túllépést állapítottunk meg. A két település közötti nagy különbség okát abban látjuk, hogy az ortofoszfát döntően a háztartási szennyvizekből kerül a talajvízbe, s míg Mikepércsen a keletkező szennyvíz több mint 90%-a a talajvízbe jut, addig Bodrogkeresztúron ez az arány jóval alacsonyabb, hiszen a szennyvíznek csak kb. 15-20%-a kerül az emésztőkbe, s a mélyebben húzódó talajvízszintet általában nem éri el a teljes mennyiség. Ezt a feltételezést támasztja alá a talajvíz mélysége és az ortofoszfát-tartalom közötti erős negatív korrelációs kapcsolat (r=-0,691) is.
9
8,00
po4
6,00
4,00
2,00 9 32
0,00
Bodrogkeresztúr
Mikepércs
település
6. ábra. A talajvíz ortofoszfát-tartalma Bodrogkeresztúron és Mikepércsen a 2005 július és 2006 január között begyűjtött minták alapján. Az ammóniumtartalom tekintetében is nagy különbségek figyelhetők meg a két település között. Miközben Bodrogkeresztúron a mérési eredmények több, mint 40%-a a 10/2000 rendeletben megállapított szennyezettségi (B) érték alatt maradt, ez az arány Mikepércs esetében alig haladta meg a 10%-ot (7. ábra). Az is megállapítható, hogy a jelentősebb határérték-túllépések inkább a mikepércsi mintákra jellemzők. Ugyanakkor azt is látnunk kell, hogy bár Bodrogkeresztúron lényegesen kedvezőbb a helyzet, a begyűjtött vízminták több mint felében a megengedettnél magasabb koncentrációkat mértünk, ami feltehetően az állattartásból származó trágya nem megfelelő kezelésére vezethető vissza. % 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
határértéken belül
1-2x-es túllépés
Mikepércs
2-5x-ös túllépés
>5x-ös túllépés
Bodrogkeresztúr
7. ábra. A 10/2000 rendeletben megállapított szennyezettségi (B) értékhez viszonyított eredmények alakulása a 2005 július és 2006 január között begyűjtött minták alapján. A két településről származó minták szervesanyag-tartalmát összevetve, megint csak azt a következtetést vonhatjuk le, hogy a mikepércsi kutaknak nagyobb a terhelése (8. ábra). A KOIps értékek itt jellemzően 2-6 mg/l közöttiek, míg Bodrogkeresztúron inkább az 1-2 mg/l közötti értékek dominálnak. Ugyanakkor 10 mg/l fölötti értékek csak Bodrogkeresztúron 10
fordultak elő. Elgondolkodtató, hogy a bodrogkeresztúri minták esetében a talajvíz mélységével erős negatív korrelációs kapcsolat (r=-0,609, p<0,01) figyelhető meg, tehát a mélyebb talajvízkutak kevésbé terheltek. Ebből pedig az következik, hogy a magasabb KOIps értékek feltehetően a talaj felszínéről, vagy az emésztőkből bemosódó szerves anyagokra vezethetők vissza, bár az igen magas KOIps értékek miatt, teljesen nem zárható ki a kutak közvetlen elszennyezése sem. 10,00
8,00
koi
6,00
77 4,00
14
2,00
0,00
Bodrogkeresztúr
Mikepércs
település
8. ábra. A talajvíz KOIps értékei Bodrogkeresztúron és Mikepércsen a 2005 július és 2006 január között begyűjtött minták alapján. A két településen található talajvízkutak szennyezettségében mutatkozó különbségek okairól részben már szóltunk, most megpróbáljuk részletesen kifejteni a különbségek hátterében meghúzódó tényezőket: •
A legfontosabb különbség az, hogy Bodrogkeresztúr hegylábi helyzetben van (nagyobb esés, gyorsabb talajvízáramlás), emellett déli részénél a Bodrog folyó is hatást gyakorol a talajvízkutakra, míg Mikepércsen, az alföldi jelleg dominál, ami a talajvíz áramlásának sebességében is megmutatkozik (a lassabb áramlás miatt bizonyos helyeken, a vízzáró mélyedésiben akár pangóvizesedés is kialakulhat – vízcsere lehetősége tehát lassabb).
•
A talajvíz mélysége Bodrogkeresztúron 5,7 ± 2,5m; Mikepércsen 1,8 ± 0,9m. A különbség szignifikáns (p<0,05), ami a korreláció vizsgálatánál is megmutatkozik: a mélyebb talajvízszintű Bodrogkeresztúr vízjátéka határozottabb összefüggésben van a szennyező anyagok koncentrációjának változásával, mint a sekélyebb talajvíznívójú Mikepércs esetében. Ez azzal magyarázható, hogy a mélyebb talajvízbe nehezebben juthatnak be a szennyező anyagok, míg a sekélyebb kutak esetén (Bodrogkeresztúr Bodroghoz közelebb eső részein és Mikepércsen) a kis mélység miatt a szennyeződések igen gyorsan elérik a talajvizet. Bodrogkeresztúron szignifikáns (p<0,01) kapcsolatot találtunk a KOIps-sel (r=0,609), az ortofoszfáttal (-0,691); a vezetőképességgel (r=0,428), valamint a nitráttal (r=438). Mikepércsen viszont csak a vezetőképességgel (r=-0,419) és az ortofoszfáttal (r=0,330) volt a talajvízszintnek szignifikáns kapcsolata. A kisebb vízmélység és a homokos szövetű, ebből adódóan jó vízáteresztő képességű talajok miatt a szennyezések könnyebben eljuthatnak a talajvízbe, így a döntően 2 m körüli vízmélységnél a talajvízszintnek nincs a bodrogkeresztúrihoz mérhető differenciáló hatása.
11
•
Bodrogkeresztúr szennyvízcsatorna-hálózata 2001-ben épült ki, a rákötések száma évről évre nő. A rákötések aránya ma 80-85%, ami azt jelenti, hogy több háztartásban a 219/2004-es kormányrendelet végrehajtási önkormányzati rendeletében kilátásba helyezett környezetterhelési bírság ellenére sem sietnek a hálózatra csatlakozni. Ezt a problémát fel fogják oldani az első bírságok, melyek feltehetően ösztönző erejűek lesznek a kisebb pénzű családoknál is. Ezek a háztartások, illetve a közelmúltban csatlakozottak régi háziderítői jelenleg szennyezik, szennyezhetik a talajvizet, amit tovább fokoz az állattartásban keletkező fekália nem megfelelő tárolási gyakorlata, valamint ezek csurgalékvizei. Ezt a szennyezést, valamint a környező területek intenzív szőlőtermelésével összefüggő trágyázásból és műtrágyázásból származó szennyezőket mutattuk ki Bodrogkeresztúr talajvizében. Mikepércsen a csatornahálózat kiépítéséről még csak a határozat született meg, a kivitelezés, a hálózat elkészülése, valamint ezután a lakosság rákötése csak a közeljövőben fog megvalósulni. Itt tehát a házi derítők játsszák a talajvíz szennyezésében a fő szerepet, valamint itt is jelentős a falusi állattartás miatti szennyezés is.
•
Bodrogkeresztúr kedvezőbb helyzetben van, mert a hegylábi részről gyorsabban lefelé szivárgó vizek frissebbek, segíthetnek a talajvízbe (és a kutakba) kerülő szennyeződések hígításában, nagyobb oldott oxigéntartalmuknál fogva a kémiai és biológiai lebontásban, végső soron az öntisztulásban. Mikepércsen a lassan szivárgó (sokszor már szennyező anyagokkal terhelten érkező) talajvíz nem tud hasonló funkciót ellátni. Itt főként a csapadék hígító hatását lehet megemlíteni koncentráció-csökkentő tényezőként.
4. Konklúzió Tanulmányunkban két eltérő természetföldrajzi adottságokkal rendelkező települést hasonlítottunk össze a használatban lévő talajvízkutak vízminősége alapján. Kiderült, hogy a kedvezőbb adottságokkal rendelkező Bodrogkeresztúron lényegesen jobb a kutak vízminősége, mint Mikepércsen. A vízminőségben mutatkozó különbségeknek több oka is van. A hegylábi térszínen fekvő Bodrogkeresztúr esetében a domborzati adottságok következtében, gyorsabb a talajvíz áramlásának a sebessége, ami meggyorsítja a talajvíz hígulásának, tisztulásának folyamatát. Emellett a talajvíztükör itt lényegesen mélyebben fekszik, mint Mikepércsen, ami a megnehezíti a szennyeződések eljutását a talajvíz szintjéig, ráadásul a talajok szemcseösszetétele is lényegesen finomabb a bodrogkeresztúri talajok esetében, amit további gátló tényezőként értékelhetünk a szennyeződések lefelé irányuló migrációjakor. A természeti adottságokban mutatkozó különbségek mellett azonban más tényezők is szerepet játszottak abban, hogy a mikepércsi kutak vize lényegesen szennyezettebb a bodrogkeresztúriaknál. Mikepércsen a csatornahálózat kiépítése csak most fog elkezdődni, jelenleg a településen keletkező szennyvíz több mint 90%-a a talajba, onnan pedig a talajvízbe szivárog, ami rendkívül nagy terhelést jelent a talajvízre nézve. Bodrogkeresztúron ugyanakkor már öt éve kiépült a csatornahálózat, s a 80-85%-os rákötöttségi aránynak köszönhetően lényegesen kisebb terhelés éri a település alatti talajvízbázist. Korábbi mérési eredmények hiányában nem tudjuk megmondani, hogy a csatornázásnak köszönhetően milyen mértékben javult Bodrogkeresztúron a talajvíz minősége, de feltételezhetően jelentős mértékű volt, s remélhetőleg Mikepércsen is számottevő javulás következik majd be, s ennek mértékéről − a jelenlegi állapot ismeretében − néhány év múlva lehetőségünk lesz pontos összehasonlításokat tenni.
12
Irodalomjegyzék 10/2000 (VI.2.) KöM-EüM-FVM-KHVM együttes rendelet a felszín alatti víz és a földtani közeg minőségi védelméhez szükséges határértékekről, www.kvvm.hu 201/2005. (X.25.) Korm. rendelet az ivóvíz minőségi követelményeiről és az ellenőrzés rendjéről, www.kvvm.hu 219/2004. (VII.21.) Korm. rendelet a felszín alatti vizek védelméről, www.kvvm.hu BÍRÓ T. – THYLL SZ. – TAMÁS J. 1998. Risk assassment of nitrate pollution in lower watershed of the Berettyó River. In: Filep, Gy. (ed.) Soil water environment relationships. Wageningen - Debrecen. pp. 239-247. KOLOZSVÁRINÉ PÁSZTOR A. 1995. A talajvíz nitrátszennyezettségének területi és időbeli változásai bükkaljai falvak példáján, KLTE, Alkalmazott Tájföldrajzi Tanszék, Egyetemi doktori értekezés, 103 p. (Kézirat) LITERÁTHY P. 1973. Egységes vízvizsgálati módszerek I. Kémiai módszerek, 1. kötet, Vízgazdálkodási Tudományos Kutatóintézet IV. Vízminőségi és Víztechnológiai Főosztálya, 233 p. PINCZÉS Z. – KERÉNYI A. – MARTONNÉ ERDŐS K. 1978. A talajtakaró pusztulása a Bodrogkeresztúrifélmedencében. Földrajzi Közlemények (26) pp. 210-236. VÍZÜGYI ADATBANK – VITUKI Rt., www.vizadat.hu/
13
