Hidrológiai Közlöny 2003 (83. évfolyam)

4. szám - Hrabovszki Erika: A Körös-medence felszín alatti vizeinek nyomelem tartalmát szabályozó geokémiai folyamatok

HRABOVSZKI B : A Körős medence geokémiai folyamatai 209 oldott széndioxid oldhatósága nő a víz hőmérsékletének a csökkenésével. A viz széndioxid koncentrációjának a növekedésével a víz pH-ja csökken. A 2. táblázat I. fokomponensében szereplő fökomponens-súlyok előjelét figyelembe véve elmondható, hogy a pH csökkenés hatására a vizek Mg

2

+, Ba

2\ Sr

2* és As koncentrációja nő. A korrelációs mátrix alapján (3. táblázat) a pH csökkenés hasonló hatást fejt ki a vízminták Ca

2*, Mn és Fe tartalmára is A Ca

2* a Mg

2*nal, a Sr

2

, a Ca

2'- és a Mg

2

,-nal, a Ba

2* a Mg

2'-nal mutat számottevő pozitív korrelációt, azaz feltételezhető, hogy a Sr * és a Ba

2* a Ca

2' - és Mg

2'-hoz hasonlóan karbonátok kalcit és dolomit - pH csökkenés hatására lejátszódó oldódásával kerül elsősorban a felszín alatti vízbe. A felszín alatti víz Mn tartalma a vízmozgás és a pH csökkenés irányába nő (3. ábra) A korrelációs mátrix alapján (3. táblázat) a Mn a vízminták KOI tartalmával nem korrelál, ezért feltételezhető, hogy ezen a területen a Mn elsősorban az üledék mangánoxihidrátjainak oldódásával kerül a rétegvízbe. A mangán kioldódása az üledékből a vele érintkező rétegvíz pH csökkenésének a hatására következik be (Grasselly, 1988). A vízminták Fe koncentrációja a pH-n kívül a KOI tartalommal is korrelál (r

F

e.

K

Oi = 0,44), ez a kapcsolat pozitiv. Valószínűleg a felszín alatti víz vastartalmát két folyamat együttes hatása szabályozza a vizsgált területen ebben a mélység intervallumban. Az egyik folyamat az üledék szerves anyagának az oxidatív átalakulása, amelyben a vas mint oxidálószer vehet részt (

Froehlich et al. 1979). A másik folyamat az üledék vasoxihidrát tartalmának az oldódása, amely a mangánoxihidrátokhoz hasonlóan, a pH csökkenés hatására játszódik le (Grasselly. 1988). I. táblázat: A klaszter-analízissel kapott csoportok átlagos kémiai összetétele 1. csoport Kűrös medence 2. csoport 3. csoport átlag szórás muiimim maximum átlag «órás minimum maximum átlag síórás mmimum maximum Alk. meqv. /I 11,20 3,93 4,00 17,80 14,48 3,91 5,30 17,90 12,50 3,58 5,60 15,70 Ka mg/l 10,98 6,96 1,30 24,00 2,96 1,23 1,50 5,40 6,31 6,37 1,50 20,00 pH 7,85 0,24 7,40 8,20 8,11 0,20 7,80 8,40 8,04 0,30 7,60 8,40 cr mmol/1 0,50 0,23 0,11 0,99 0,50 0,32 0,14 1,13 0,87 0,92 0,17 2,28 Na* im» 1/1 9,56 8,32 1,26 44,60 13,79 3,99 4,95 17,03 11,89 4,75 2,10 16,99 Ca

2* mmol/1 1,11 0,51 0,45 2,55 0,40 0,26 0,20 0,99 0,61 0,66 0,16 1,68 Mg

2' mmol/1 0,65 0,31 0,30 1,62 03 025 0,05 0,83 0,28 0,30 0,05 0,85 lia

2' mmol/1 0,00091 0,00031 0,00034 0,00157 0,00115 0,00022 0,00082 0,00150 0,00100 0,00047 0,00044 0,00172 Sr

2' mmol/1 0,00355 0,00151 0,00180 0,00870 0,00180 0,00103 0,00110 0,00420 0,00209 0,00162 0,00090 0,00450 As mmol/1 0,00118 0,00062 0,00005 0,00240 0,00102 0,00017 0,00067 0,00120 0,00080 0,00049 0,00010 0,00160 Fe mmol/I 0,01078 0,00889 0,00090 0,03400 0,00350 0,00217 0,00120 0,00750 0.00856 0,00598 0,00330 0,02010 Zii

2* mmol/1 0,00062 0,00150 0,00000 0,00580 0,(X*X)9 0,00008 0,00001 0,00026 0,00056 0,00046 0,00016 0,00119 Mn mmol/1 0,00204 0,00099 0,00059 0,00380 0,00065 0,00048 0,00032 0,00175 0,00101 0,00088 0,00027 0,00233 Li* mmol/1 0,00099 0,00089 0,00000 0,00280 0,00336 0,00148 0,00060 0,00570 0.00327 0,00204 0,00020 0,00650 AI

1* mmol/1 0,000 0,00 0,(X)37 0,0011 0,0022 0,0053 Si mmol/I 0,381 0,045 0,289 0,465 0,392 0,049 0,341 0,494 0,382 0,108 0,277 0,544 T cC 17,8 0,7 10,0 25,0 33,8 3,1 21,0 50,0 35,9 8,0 15,0 65,0 logPco! -2,09 0,31 -2,88 -1,56 -2,17 0,32 -2,94 -1,87 -2,18 0,30 -2,65 -1,82 mélység m 162,3 70,4 50,0 301,0 548,6 228,3 300,0 1030,0 555,1 459,1 75,0 1150,0 mintaszám 24 8 7 2. táblázat: Az 1. vízminőségi csoport főkomponenssúlyai és sajátértéke

i I. II. III. pH -0,580 0,680 0,120 K O 1 0,777 0,2 1 7 0,467 Mg

2* 0 ,9 1 7 -0,042 -0,134 A s 0,6 5 4 -0,059 0,378 Zn

2' -0,02 1 -0,002 0,904 B a

2* 0,729 0 ,06 1 0,123 Sr

2' 0,870 0,055 -0,200 S i 0,275 0,890 -0,048 X 3 ,573 1,313 1 ,270 X % 5 8,05 2 1 ,3 3 20,63 A vízminták As és Fe tartalma közötti összefüggést a 4. ábra mutatja be. Az ábra alapján elmondható, hogy a pH csökkenés irányába a rétegvíz arzén és vas koncentrációja nő. Az As a KOI-vel pozitív kapcsolatot mutat (r^Koi = 0,45), ugyanakkor az oldat pH-jával negatívan korrelál (r^ pH = -0,46). Ismeretes, hogy a vasoxihidrát felületén az arzén oxianion formájában megkötődhet (Newman et al. 1985), így a pH csökkenés miatt bekövetkező vas oldódás, illetve a szerves anyag oxidációja nemcsak a vas, de az arzén rétegvízbe kerülését is elősegíti A pH és a KOI hatása az arzénra, ezért közvetetten a vas mobilizációján keresztül érvényesül. A második háttérváltozóban a legnagyobb súllyal és azonos előjellel szerepel a Si és a pH. A vizsgált területen a pH csökkenésével a rétegvíz Si koncentrációja csökken. A H* koncentráció növekedés hatására a Si az oldatból kovasavszolt képezve, vagy újonnan képződött agyagásvány rácsába beépülve válhat ki (Grasselly 1988). A Li és Na iontartalom a mélységgel pozitívan korrelál (3. táblázat). A korrelációs tényezőket véve alapul (3. táblázat) a Na' és Ca

2*, illetve a Na* és Mg

2* közötti negatív korreláció nem jelentős. Hasonló megállapítások tehetők a Li* és Ca

2*, illetve a Lf és Mg

2* közötti kapcsolatára is. A fentiek alapján feltételezhető, hogy a Na* és a Li

+ koncentrációjának csökkenése a mélység csökkenésével nem tulajdonítható ioncserének. Az oldataikban stabilis alkálifémek ionjai a vizes közeget elhagyhatják újonnan keletkezett agyagásványok kristályrácsába beépülve (Nemecz 1973. Grasselly 1988), ezért a vízmozgás irányába a Si, Na* és Li' tartalom valószínűleg másodlagos ásványok képződése miatt csökken a vizsgált mélység intervallumban