Környezet nehézfém-szennyezésének mérése és terjedésének nyomon követése
Krisztán Csaba
Témavezető:
Csorba Ottó
2012
Vázlat • A terület bemutatása • Célkitűzés • A szennyeződés jellemzése • Mintavételezés • Módszerek • Eredmények • Következtetések
2
A terület bemutatása • Üröm község • Pilis-hegység délkeleti nyúlványa • A Budai Termálkarszt része • Karbonátos kőzetek (Dachsteini Mészkő; Fődolomit) • Régen mészkőbánya, majd hulladéktároló • 2010-ben befejeződött a tisztítás (?)
3
Célkitűzések • Megfelelőnek tekinthető-e a kármentesítés? • Szükség van-e további intézkedésekre?
4
A gázmassza
• • • • • •
Városi gáz tisztítására szolgáló heterogén, szilárd keverék Több típusát is használták Alapvetően piritpörk és fűrészpor fő fázisait tekintve 45-60% vasoxid, 5-15% elemi kén, 5-10% fűrészpor, 5-13% kvarc, valamint 0,5-1,2% berlini kék csapadék Szerves szennyezők, illetve: As; Cd; Cu; Ni; Pb; Zn; Ba 5 Komlóssy Anikó (2010)
A bánya biológiai jelentősége • Uhu megjelenése a területen • Hollópár megjelenése 2012 tavaszán • Ragadozómadarak költésére alkalmas • Torzpók (ízeltlábú-fauna) • Hüllők • Barlangok denevérek élőhelyeként • Védett növényfajok megtelepedésére alkalmas Forrás: Bükki Nemzeti Park Igazgatóság
6
A mintavételezés
• Mintavételezés helyszínei: – Óbudai Gázgyár – Csókavár bánya • Több mintatípus: – Szilárd minták – Vízminta
7
A minták bemutatása •
A volt Óbudai Gázgyárból származó minták (pasztillázva)
•
A Csókavár bányából származó származó minták
8
A mérési módszerek • • • • •
Fénymikroszkópos vizsgálatok Röntgen-pordiffrakció Röntgenfluoreszcencia-analízis Pásztázó elektronmikroszkópia Raman mikrospektroszkópia
9
A fő módszer bemutatása • Az RFA szilárd minták elemanalitikai vizsgálatának roncsolásmentes eszköze • A karakterisztikus röntgenfotonok detektálásával kapunk képet a minta elemösszetételéről
10
A mennyiségi meghatározás módszere • • • • •
A kvalitatív vizsgálatok alapján kiválaszthatóak a mennyiségi meghatározásra szánt elemek Addíciós módszer Kis mennyiségű minta esetén nehezen kivitelezhető Munkaigényes Kiküszöbölhető a mátrix hatás és a belső gerjesztési effektus
11
A Csókavári-barlangból származó minták elemösszetétele A barlangi m inták bárium tartalm a
2000 1800 1600 1400
c (mg/kg)
1200 1000 800
bárium
600 400 200 0 b1
b2
b3
b4
m inta
12
A Csókavári-barlangból származó minták ásványfázisai • Főként kvarc, kalcit, gipsz, csillámok és kaolinit mutatható ki
13
A Csókavári-barlangból származó minták színes részeinek SEM-vizsgálata
kénkristályok 14
A Csókavári-barlangból származó minták színes részeinek Raman spektroszkópiás vizsgálata A színes barlangi minta Raman-spektruma 600
500 kén barlangi minta berlini kék
válaszjel
400
Fe4[Fe(CN)6]3
300
200
100
0 100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
Raman eltolódás (1/cm)
15
A felszíni minták elemösszetétele • •
Kvalitatív vizsgálat Bárium, arzén, réz és cink található a minták egy részében
16
• • •
A cink és a réz esetén mennyiségi becslést adtam, mely szerint a két elem koncentrációja egyik esetben sem volt határérték fölött (Cu: 200 mg/kg; Zn: 500mg/kg alatt) Az arzén és a bárium mérési eredményei elfogadhatónak bizonyultak, határértékeik: As: 20mg/kg Ba: 300 mg/kg Felszíni minták arzén- és báriumtartalma 3500 arzén bárium
3000
2500
c (mg/kg)
•
A felszíni minták elemösszetétele
2000
1500
1000
500
0 m1
m2
m3
m4
m6
m8
m9 m10 m11 m12 m13 m14 m15 m16 m17 minta
17
A felszíni minták ásványos összetétele • •
A minták ásványos összetételére jellemzőek az alapkőzet karbonátjai Arzénnel szennyezett mintákban pirit, vagy annak bomlástermékei
18
A jelenség magyarázata • A karbonátos alapkőzeten a pirit bomlása: (Forrás: Tóth & Weiszburg, 2011)
• A massza és a kőfal között egy átalakult réteg jött létre • A földtani közegben is jelen van a pirit
19
A szennyezés elkülönítése a természetes közegtől • •
Az m15 jelű minta alaposabb vizsgálata RFA nem mutatott ki arzént, báriumtartalma extrém alacsony Főként dolomit és kalcit
•
Felszíni minták arzén- és báriumtartalma 3500 arzén bárium
3000
c (mg/kg)
2500
2000
m15
1500
1000
500
0 m1
m2
m3
m4
m6
m8
m9 m10 m11 m12 m13 m14 m15 m16 m17 minta
20
A T2 jelű, bevonat jellegű felszíni minta • •
Bányagödör alján jelenleg is megfigyelhetőek kis mennyiségben ilyen bevonatok Változatos összetétel, de főként berlini kék
21
A volt Óbudai Gázgyár mintáinak elemösszetétele • Becsült arzénkoncentráció: 100 mg/kg alatt
Óbudai Gázgyár mintáinak spektruma 10000-30000 eV-es tarományban 3500
gazgyari1 gazgyari2
3000
gazgyari3
ólom Lα + arzén Kα 350
A volt Óbudai Gázgyár telephelyéről származó minták gazgyari4 báriumkoncentrációi gazgyari5 ezüst K α gazgyari6 gazgyari7
300
gazgyari8
ólom Lβ
2000
cirkónium 250 K α + stroncium Kβ 1500 c (mg/kg)
Intenzitás (beütésszám)
2500
antimon K α + ón K β
antimon Kβ
200
cirkónium 150 Kβ
1000 stroncium Kα
100
500 ón Kα
50
0 10000
11000
12000
13000
14000
15000
16000
17000
18000
19000
20000
21000
0 Energia (keV)
22000
23000
24000
25000
26000
g4
27000
28000
29000
30000
g5 m inta
22
A volt Óbudai Gázgyár mintájának SEM-vizsgálata
23
A csókavári vízminta oldott anyagainak elemanalitikai vizsgálata Csókavár kőfejtőből származó vízminta bepárlásával nyert tanletta RFA spektruma spektruma 7000-15000 eV-es tarományban 2500
ólom Lα
Intenzitás (beütésszám)
2000
ólom Lβ
1500
stroncium K α 1000
500
ólom Lγ
0
7000
8000
9000
10000
11000
12000
13000
14000
15000
Energia (eV)
24
Következtetések • Kis mennyiségben, de nagyobb koncentrációban maradtak vissza szennyezőanyagok. • Szükség volna a szilárd fázisú anyagok monitorozására. • A terület ökológiai potenciálja nagyobb, mint a turisztikai.
25
Köszönöm a figyelmet!
26
