SZÁRAZ GÁZÖMLÉSEK ÉS AZ ÁSVÁNYVIZEKET KISÉRŐ GÁZOK A KELEMEN-GÖRGÉNY HARGITA VULKÁNI VONULAT ÖVEZETÉBEN

A Miskolci Egyetem Közleménye, A sorozat, Bányászat, 81. kötet (2011)

SZÁRAZ GÁZÖMLÉSEK ÉS AZ ÁSVÁNYVIZEKET KISÉRŐ GÁZOK A KELEMEN-GÖRGÉNY – HARGITA VULKÁNI VONULAT ÖVEZETÉBEN Péter Elek, Makfalvi Zoltán Geo-Aqua Egyesület Csikszereda, E-mail: [email protected], [email protected]

Kivonat A dolgozat a Kelemen – Görgény – Hargita utóvulkáni övezetében jelenlévő, a szénsavas ásványvizek keletkezésében is szerepet játszó, a fürdőgyógyászatban és palackozó iparban hasznosítható mofettagázokkal foglalkozik.

Abstract The,s study referies to the post – volcanic gas emmanations. These occuring in the post – vulcanic area of the Călimani – Gurghiu – Harghita mountain range, play an important role in the formation of the mineral – waters and are valuable resources in balneotherapy and bottling industry.

1. Bevezetés A Kelemen – Görgény – Hargita hegyvonulathoz kapcsolódó mofettikus gázömlések a legerőteljesebb utóvulkáni tevékenységnek tekinthetők Romániában, amelyek több ezer négyzetkilóméteres területen jelentkeznek. A gázömléses területek kiterjednek a neogén vulkáni övezet határain túlra, fellelhetők az intrakárpáti medencékben (Bélbori, Borszéki, Gyergyói, Csíki, Baróti, Háromszéki és Barcasági), az Erdélyi – medence keleti határvonalán, valamint a Keleti Kárpátok kristályos – mezozoos és flis övezetében. A mofettikus tevékenység ebben az övezetben száraz gázömlések, valamint az ásványvizeket kísérő gázok formájában jelentkezik. A főleg szén – dioxid tartalmu gázt a palackozó ipar és a fürdőgyógyászat hasznosítja.

2. Földtani és vízföldtani viszonyok Az utóvulkáni gázok felszínre jutásában ezen a területen a kéregszerkezeti törésvonalak és az ezekből kiinduló regionális és helyi tektonikai vonalak teszik lehetővé. A vulkáni vonulatban a gázok, a repedezett kőzetrészekben főleg mint száraz gázömlések fordulnak elő. Az intrakárpáti medncékben, a hidrogeológiai 43

Péter Elek, Makfalvi Zoltán

viszonyok következtében, a mofettagázok nagyrészt mint az ásványvizek oldott és szabad gázai jelentkeznek. A felszínalatti vizekben jelenlévő mofettagázok, növelvén a vizek oldóképességét, meghatározó szerepet játszanak a borvizek keletkezésében és felszínre jutásában. Az utóvulkáni övezet keleti és déli szélein, a metamorf és flis formációkban a gázok jelen vannak mindkét megjelenési formában. Az Erdélyi – medence keleti peremén a mofettikus eredetü szén – dioxid a gáznemű szénhidrogénekkel keveredve vegyes gázokként jelentkeznek.

3. A gázok fizikai, vegyi és radioaktiv jellemzői 3.1. A gázok fizikai paraméterei A gázok hőmérséklete nem mutat jelentősebb eltérést a környező levegő hőmérsékletéhez képest, amit a kovásznai, hargitafürdői és szentimrei Büdös fürdői mofettákban végzett mérések igazolnak. A gázok nyomásviszonyaival kapcsolatban, a legmagasabb nyomásértékeket az ojtózi (70 at.) és a bencédi (200 at.) fúrásokban jegyezték fel. A neoeruptívumban a mofettagázok főleg szabad gázemanációk formájában jutnak a felszínre. A mofettákban a gázszint változásával kapcsolatosan már a mult században megfigyelték, hogy az a légköri nyomás függvénye. A tusnádfürdői mofettában végzett mérések (1979 -1986) is azt mutatják, hogy a légköri nyomás növekedésével és a levegő hőmérsékletének csökkenésével a mofettában a gázszint csökken. A. Pricăjan és Șt.Airinei a szentimrei Büdös és a hargitafürdői mofetták gázszint valtozásaiban éves, évszakos, sőt napi ciklusokat vélt megállapítani, amelyeket a gázáramlás pulzációjával magyaráznak. A gázhozammal kapcsolatban, Ilosvay Lajos az 1800 –as években végzett kutatásai során meghatározta, hogy a torjai Büdös barlangban évente 737000 köbméter szén – dioxidot és 2850 köbméter kénhidrogént tartalmazó mofettagáz jut a felszínre. Gázhozammérések elsősorban a fúrások által feltárt szénsavas ásványvíz és gáztelepekre vonatkoznak. A tusnádi, kovásznai és málnásfürdői palackozóüzemek által kivont szén – dioxid 500 – 900 köbméter napi hozamot jelent. A gáz szén – dioxid koncentrációja a mofettákban a legmagasabb a mofetta alján és csökken a gázszint felszíne felé, amint azt a kovásznai, tusnádfürdői, hargitafürdői mofettákban történt mérések mutatják. Ugyanakkor a kimutatható gázszint felett egy, a levegővel való, keveredési szint alakul ki, amelyben a szén – dioxid tartalom 10 – 14 % - ot tesz ki.

44

Száraz gázömlések és az ásványvizeket kisérő gázok a Kelemen-Görgény–Hargita vulkáni...

3.2. A gázok radioaktivitása A Kelemen – Görgény – Hargita mofettikus övezetében a gázömlésekre jellemző az alacsony radioaktivitás. A kutatások szerint összefüggés létezik a kőzettani felépítés és a gázok radontartalma között. A legmagasabb radontartalmat a torjai Büdös barlangban mérték (36260 Bq/m3), ahol a gázok biotitis – amfibolos andezitekből jutnak a felszínre. Aránylag magas radontartalmat mértek a Központi és Dél Hargita mofettáiban, ahol a gázok külömböző andezittipusokkal érintkezve jutnak a felszínre ( 15700 – 24420 Bq/m3). A radon és ennek bomlástermékei hozzájárulnak a gázok ionizálásához, vagyis a negativ ionok feldúsulásához a mofettatérben, amely fürdőgyógyászati szempontból jelentős tényező.

3.3. A gázok vegyi összetétele A gázok vegyi összetétele igen változatos, a földtani és tektonikai viszonyoknak megfelelően. A fő alkotó rész a szén – dioxid, az utóvulkáni folyamatok terméke. A gázelegy összetételében 99%-ot is elérhet. Mivel a levegőnél magasabb fajsúlyu alkotóelem, a felszínre jutó gáz a térszín alacsonyabb részeit tölti ki, lehetővé téve mofetták létrehozását, a gáz befogását és tárolását. A gázok másik fontos komponense a kénhidrogén, amely úgyszintén posztvulkáni eredetü a vulkáni vonulat körzetében. A gázelegyben 0,5% alatti részarányban van jelen a Közponi és Dél Hargita gázömléseiben. A Keleti Kárpátok flis övezetében előforduló ásványvíz források kénhidrogén tartalma a homokköves összletben található pirit szemcsék bomlásához kötődik. A kénhidrogén jelenléte a vízben vagy a gázelegyben különleges fürdőgyógyászati értéket képvisel. A nitrogén, a szén – dioxid mellett, a legelterjedtebb gáz, amelynek aránya a termális vizeket kísérő gázokban meghaladhatja a 80%-ot. A metán szintén jelen van a gázelegyben, 1% feletti részaránya esetén szerves eredetünek tekinthető. Az atmoszférikus eredetü oxigén kisebb – nagyobb mértékben szintén jelen van a gázelegyben. Az említett komponenseken kívül a gázömlésekben előfordulhatnak nemes gázok (He, Ar, Kr, Rn) ,amelyek közül a radonnak van jelentősége balneológiai szempontból.

4. A gázok előfordulási területei A vulkáni vonulat déli részén, a Nagymadaras patak és Bálványosfürdő közötti területen fordulnak elő. Legismertebbek a torjai Büdös barlang, Hargitafürdő, a szentimrei Büdös fürdő gázömlései, de jelen vannak a Nagymadaras, Vargyas, 45

Péter Elek, Makfalvi Zoltán

Bánya Vermed és Aszó patakok völgyeiben is, általában 1000 m .tengerszint feletti magasságban. Jellemző rájuk a szén- dioxid mellett a kénhidrogén jelenléte. Az intrakárpáti medencék gázömlései elsősorban ásványvízforrásokhoz kötődnek. Jelen vannak a bélbori, borszéki gyergyói, csíki, kászoni, háromszéki és baróti medencékben. Száraz gázömlések Kovászna, Tusnádfürdő és Gyergyócsomafalván fordulnak elő. A gázok összetételében a szén – dioxid dominál, kivéve a Maroshévíz – i forrásokat,amelyekben a nitrogén részaránya nagyobb a szén – dioxidénál. A flis övezetben az ásványvizek szabad gázai mellett száraz gázömlések is ismertek .Elterjedésük Gyímes, Csíkszentgyörgy, Lázárfalva, Kászon, Málnásfürdő, Mikóújfalu, Bodok, Előpatak Kovászna, Zajzon, Sugásfürdő területére esik. A gázok összetételében dominál a szén – dioxid, de egyes gázömlésekben a metán részaránya magasabb, helyenként a kénhidrogén is jelen van. Az Erdélyi – medence keleti peremén a gázömlések a medence neogén üledékei és a vulkáni vonulat képződményeinek határvonalán jelentkeznek, Székelyudvarhely, Korond – Parajd, valamint Bencéd, Tarcsafalva, Küsmöd térségében. A gázok összetételében a széndioxid mellett jelentős metán és nitrogén feldúsulás tapasztalható. Gyakran a metán dominál más komponensekkel szemben (1. sz. ábra).

5. A mofettagázok felhasználása 5.1. Rövid történeti áttekintés A Kelemen –Görgény – Hargita vulkáni vonulat gázömléseivel kapcsolatosan már a XVIII. század elején történtek kutatások és feljegyzések, melyek a torjai Büdös barlang , Bálványosfürdő, Kovászna, Málnásfürdő, Sugásfürdő Tusnádfürdő Hargitafürdő és a szentimrei Büdös fürdőre vonatkoznak. A mofettagázok fellhasználásáról a fürdőgyógyászatban már a Johann Grantz Fürdőgyógyászati Enciklopédiájában találunk. Az 1839 évi Siebenbürgens Lexikon leírja a torjai Büdös barlang gázainak gyógyhatását és az alkalmazott primitív kezelési formákat. Orbán Balázs (1859) a kovásznai mofettákat írja le, valamint ezek használatát, ugyanakkor a gázszint változását kapcsolatba hozza a légköri nyomás változásával. Ilosvay Lajos (1878) leírja a gázfürdők sokféle gyógyhatását (az izületek ,a bőr, a légzés és a szem megbetegedése esetében) és az eredeti gyógykezelések népszerüségét a Székelyföldön. Elsőként ad magyarázatot a mofettagázok által kiváltott „elmelegedésre„.

46

Száraz gázömlések és az ásványvizeket kisérő gázok a Kelemen-Görgény–Hargita vulkáni...

47

Péter Elek, Makfalvi Zoltán

C.H.Polichronie és Ilosvay L. elsőként végeztek kisérletet állatokon a torjai Büdös barlang gázfürdőjében. A székelyföldi gázömlésekkel részletesen Bányai János (1936) foglakozik A XX. század 70-es éveiben a hargitafürdői és a szentimrei Büdös fürdői mofettákban (Jakab K., Málnási G. 1974) végeznek balneológiai vizsgálatokat. A mofettagáz fürdőgyógyászati értékével kapcsolatban a bukaresti Balneológiai Intézet munkatársai végeztek értékes tanulmányokat. A gázok radioaktivitásának tanulmányozása terén G. Anastasiu (1941) és Szabó Árpád (1978) munkája kiemelkedő jelentőségű. A kovásznai mofettákat Csige I.és Gyila S. (2008) tanulmányozták.

6. A gázömlések hasznosítása 6.1. Fürdőgyógyászat Az első mofettának a torjai Büdös barlang tekinthető, amelynek létrejötte régi (kén)bánya munkálatok eredménye. A 14 m. hosszú, 2 m. széles és 3 m. magas bányajáratot már a XVII. században gázfürdőként használták. A XIX. században már egy egész sor mofetta létesült a Székelyföldön ( Hargitafürdő, szentimrei Büdös fürdő, Bányapatak, Sugásfürdő, Málnásfürdő, Bálványosfürdő, Kovászna, Tusnádfürdő, Lázárfalva, Csíkbánkfalva) a gázfeltörés helyén ásott gödrök kibélelésével és föléjük egyszerű faépületek felépítésével. A száraz gázömlésekre telepített mofettákon kívül a borvízforrások és fúrások vize szabad szén – dioxidjának kivonásával és elvezetésével létesítettek mofettákat ( Csíkszereda – Zsögödfürdő, Kovászna, Kézdivásárhely – Fortyogó fürdő, Hatolyka, Borszék, Székelyudvarhely – Szejke fürdő ). Az említett mofetták közül több már nem működik. A székelyföldi mofetták, kivéve a kezelőközpontokat (Kovászna, Tusnádfürdő, Zsögödfürdő ) csak a nyári szezonban működnek elsősorban a nehéz megközelítési lehetőségek, a zord időjárás és a mofetták nem megfelelő feltételei miatt, nyáron viszont nagy látogatottságnak örvendenek. Kevés az orvosi felügyelettel ellátott mofetta. A legtöbb mofettában a „kezelés” empirikus módon, orvosi ellenőrzés nélkül történik. A mofetták jelentős része felújítást igényel, úgy az építmény,mind a mofetta újrafoglalása megfelelő szakértői felügyelettel. A mofettaövezet leginkább hasznosított gyógytényezői a kovásznai mofetták, ahol öt mofetta működik rendszeres orvosi aszisztenciával a kezelőközpontok szerves részeként. Kovásznán, Tusnádfürdőn és Zsögödfürdőn a gázfürdő és a borvízfürdő egymást egészítik ki. A székelyföldi gázfürdők az alábbi betegségek gyógyítása esetében javasoltak ( általában kiegészítő kezelésként ):

48

Száraz gázömlések és az ásványvizeket kisérő gázok a Kelemen-Görgény–Hargita vulkáni...

magas vérnyomás és vérkeringési zavarok, izületi megbetegedések, idegrendszeri rendellenességek és egyes szakmai betegségek.

6.2. Palackozó ipar A mofettaövezet területén történik a természetes szénsavas ásványvíz jelentős hányadának palackozása ( Borszék, Bélbor, Csíkszentkirály, Tusnád, Csíkszereda, Bibarcfalva, Kovászna, Kézdivásárhely ).A mofettaövezetben a szénsavas ásványvizek jelentős részének magas vastartalma megköveteli, a palackozás folyamatában, annak kivonását gáztalanítás,ülepítés és szűrés által. A felszabaduló szén – dioxidot, az Európai Unios szabályok szerint, a „ természetes szénsavas ásványvíz” palackozásánál a palackozandó víz dusítására használják fel a tehnológiai folyamat végső szakaszában, anélkül, hogy az ásványvíz vegyi összetétele megváltozna. Annak ellenére, hogy a palackozók részben hasznosítják a saját ásványvizeiket kísérő gázt, sok palackozó kiegészítésként, vagy kizárólagos használatra a kereskedelemből szerzi be a természetes eredetű szén – dioxidot. Ennek következtében nehéz lenne meghatározni a palackozó ipar által kitermelt ée felhasznált szabad szén – dioxid mennyiségét.

7. A száraz gázömlések és az ásványvizeket kísérő gázok védelme Az ásványvizekre vonatkozó törvényes védelmi szabályozások, mint ásványi nyersanyagra amelyek a bánya törvény hatáskörébe tartoznak, a gázokra is érvényesek. Ennek ellenére a legtöbb mofetta nem rendelkezik egészségügyi és hidrogeológiai védő területtel. Kivételt képeznek a kovásznai, tusnádfürdői és zsögödfürdői mofetták, ahol az ásványvizekkel társítva volt lehetséges a védő területek meghatározása és törvényesítése a kitermelési licencek alapján. Egy pár esetben a mofettagáz emanációk környékét a megyei tanácsok védett övezetté nyilvánították, azonban hiányoznak azok a szabályozások amelyek ezen természeti értékek valódi védelmét biztosítaná.

8. Összefoglalás A dolgozat a gázömléseket, mint sajátos természeti kincset és annak hasznosítási lehetőségeit tárgyalja. Főleg a fürdőgyógyászatban történő jelenlegi hasznosítás problémáit és hasznosítási lehetőségeit szeretné hangsúlyozni. Ugyanakkor igen fontos feladatnak tekinti a gázömléses területek fokozottabb védelmének biztosítását.

49

Péter Elek, Makfalvi Zoltán

Irodalomjegyzék Airinei St.,Pricăjan A.( 1975 ): Some geological connections between the mineral carbonic and thermal waters and the post – volcanic manifestations correlated with the deep geological structure of the Est – Carpthians territory – Romania. Studii tehnice si economice. Seria E. Hidrogeologie nr.12. Bucuresti. Airinei St. et al. ( 1975 ): Variatia manifestării bioxidului de carbon mofetic de la Băile Pucioasa Sântimbru si Harghita. Studii si cercetări geologice, geofizice si geografice. Geologie.20I,p.59-73. Gyila S., Csige I. ( 2008 ): Mérési nehézségek a mofetták kutatásában. E.M.T.X. Bányászati, kohászati és földtani Konferencia. Nagyszeben. p. 148 -152. Málnási G. ( 1974 ) : A csíki és háromszéki gázfürdők a XVI – XIX. században. Hargita megye természetes gyógytényezői. Hargita Megye Néptanácsa. Egészségügyi Igazgatóság. P. 407 – 426.p Péter E., Makfalvi Z. ( 1974 ): Emanatii de gaze în aureola postvulcanică activă a lantului eruptiv Gurghiu – Harghita. Aluta. 1974-75. Muzeul Sfîntu Gheorghe. Szabó Á. ( 1978 ) : Ape si gaze radioactive în România. Editura Dacia. Cluj – Napoca. Dr. Szabó Á. et al. ( 1957 ) : Magyar Autonom Tartománybeli ásványvizek és gázömlések. Akadémiai Könyvkiadó. Bukarest.

50