Hidrológiai Közlöny 1966 (46. évfolyam)
7. szám - Marton Lajos: Vízadó kutak „elöregedése”, különös tekintettel az „okkeresedésre”
316 Hidrológiai Közlöny 1966. 7. sz. Marton L.: Vízadó kutak elöregedése zák, az inkrusztációt pedig úgyszintén bonyolult fizikai, kémiai, elektrokémiai és biológiai hatások eredményezik. Legjobban úgy különíthetjük el a kettőt, ha azt mondjuk, hogy a korrózió a kút szerkezeti elemein végbemenő elváltozás, roncsolódás, az inkrusztáció — s ezen belül az okkeresedés — pedig a talajvízben levő anyagokból származó kicsapódás, eltömődés, függetlenül attól, hogy a vízbe milyen úton került a kicsapódó anyag. 3.3 Az okkeresedést előidéző okok a) A víz minősége Természetes, hogy az okkeresedés szempontjából a legfontosabb tényező a víz minősége, ezen belül elsősorban a víz vastartalma. Minden más tényezőnek csak abban az esetben van hatása az okkeresedésre, ha a kedvezőtlen vízminőség (magas vagy legalább bizonyos mértékű vastartalom és egyéb komponensek) révén megvan az eltömődés alapvető feltétele. Az okkeresedés kifejlődésének sebessége, illetve az eltömődés intenzitása azonban nem arányos a vastartalommal. A megfigyelések szerint kisebb vastartalmú vizek is jelentős lerakódásokat eredményezhetnek, és magas vastartalom sem okoz minden esetben erős eltömődést. Ez a megfigyelés határozottan rámutat arra, hogy a víz egyéb komponensei is döntő hatással vannak a jelenség kialakulására. A vas a természetes vizekben ásványi vagy szerves eredetű lehet. A vas főleg háromféle kötésben: mint hidrogénkarbonát, szulfát és huminsavas só lehet jelen. Nagy hidrogénkarbonát-tartalom mellett főként két vegyértékű vegyületeivel Fe(HC0 3) 2 ferro-hidrogénlcarbonátként jelentkezik, kisebb hidrogénkarbonát-tartalom mellett pedig FeS0 4 és Fe 2(S0 4) 3-ként is előfordul. Ezek a vegyületek nem állandók, és bizonyos fizikokémiai körülmények megváltozása esetén könnyen oxidálódnak a vízből kiváló három vegyértékű vasvegyületté. A szerves kötésű vas kicsapódása nehezebben megy végbe. A következőkben nézzük meg, hogy milyen hatások válthatják ki az okkeresedést. b) Kémiai hatás Egyes vélemények szerint az okkeresedés tisztán kémiai folyamat. Az oxigén jelenléte a talajvízben a két vegyértékű vasionokat oldhatatlan három vegyértékű ionokká oxidálja. 2Fe++ «=t 2 Fe+++ + 2 O i/ 2 0 2+O-> o 20 2 _ + H 20—> 2 OH" A képződött Fe + + +-ionok reakcióba lépnek az oxidáció során képződött OH- ionokkal és a vízben egyébként is meglevő OH-ionokkal, és Fe(OH) 3 keletkezik. A legkritikusabb zóna a talajvíz és a talajban levő levegő közötti átmeneti zóna. A tapasztalat azt mutatja, hogy a kútszűrőknek elsősorban azon a szakaszán keletkeznek lerakódások, ahol gyakoriak a vízszintingadozások, tehát ott, ahol a szűrő felső végei dónként,,szárazra kerül'', s levegővel érintkezik. Ezért a szűrőt olyan mélységben kell elhelyezni — ha erre lehetőség van —, hogy a szűrő felső vége a leszívott vízszint alatt maradjon. Másrészről az is tapasztalati tény, hogy okkeresedés a szűrő mélyebb, állandóan víz alatt levő szakaszán is előfordul, ami arra mutat, hogy más tényezők is fontos szerepet játszanak. A kémiai hatást a korróziónál tárgyalt elektrokémiai jelenségek is elősegítik, az említett lúgos reakció megkönnyíti a vas kicsapódását. e) Fizikai hatás Mások szerint az okkeresedés főleg fizikai jelenségeken alapszik. E szerint a turbulens áramlás elősegíti a vas kicsapódását, azaz megindítja a kémiai reakciót a két vegyértékű vas és oxigén között. Ezt az a megfigyelés látszik alátámasztani, hogv az erősen szivattyúzott, kis átmérőjű kutakban nagyobb mértékű okkeresedést észleltek, mint a kevésbé igénybevett kutakon. Ezenkívül a következő meggondolás is ennek a hatásnak a jelenlétére utal. A természetes viszonyok között a talaj vízáramlás szinte kivétel nélkül mindig lamináris. Truelsen szerint [3] „ha ezek az áramlások turbulensek volnának, akkor alig volna már vízáteresztő homok- és kavicsréteg, hiszen ezek az évszázadok során éppen úgy eltömődnének a vas- és mészkiválásoktól, mint a mi elvasasodott kútjaink". A kútméretezési eljárásoknál ezért ma már lényeges szempontként tekintik a turbulenciamentes áramlás feltételének biztosítását. Több kutató is kimutatta, hogy a Darcy-törvény érvényességének — azaz az áramlás lamináris voltának — közelítő jellemzésére porózus közegekben is használhatjuk a Reynolds-számot: Re = — v ahol v — a szivárgási sebesség ; <5 — a porózus közeget jellemző méret, nevezetesen a „pórusátmérő", de lehet a szemcseátmérő is ; v — a folyadék kinematikai viszkozitása. A méretezés egyik alapvető feltétele az, hogy a szűrőbe beáramló víz sebessége olyan legyen, hogy bizonyos kritikus értéknél kisebb Reynolds-számot kapjunk. Truelsen [3] Kling kísérletei alapján Re Qd 10 értéket ad meg a kritikus Revnolds-számra. Hollandiában Boorsma, H. L. , Jansen, M. A. és Ilasnoot, J. nagyszámú csőkutat vizsgáltak felül Truelsen módszere alapján, és a következő eredményt kapták: A Kling-féle képlettel számolva Re — = 8,2 esetén a kutak gyors eltömődését tapasztalták, a szűrőkavicsot a három vegyértékű vaspelvhek teljesen eltömték. Más kutak esetében a Re-számok a következők voltak: 3,8 ; 5,0 ; 3,7 és 2,3. Ezekben az esetekben szintén bekövetkezett a szűrők eltömődése, de lassabban. Fenti szerzők ebből arra a következtetésre jutottak, hogy a Rekr = 10 érték túlságosan magas a lamináris áramlás határesetének jellemzésére, ezért Rckr= 1 értéket ajánlanak. öllős G. és Ubell K. tanulmányaikban [11, 12] szintén foglalkoznak a turbulencia kialakulásával a kútszűrők körül, s megállapítják, hogy az átlagos szivárgási sebesség és a hozzátartozó Reynoldsszám nem számítható szabatos módon a kútpalást
