Hidrológiai tájékoztató, 1975

Hegyessy László: Az ásvány-gyógyvizek kémiai összetételváltozásait befolyásoló technikai tényezők

Az egyensúlyi szénsav az alábbi egyenlet szerint (Kötött C0

2)

3 Egyensúlyi C0

2 = K

t a kalciumhoz és magnéziumhoz kötött széndioxid köbével egyenesen és a K<-ve 1, amely a Tillmans által t hőmérsékleten meghatározott állandó, fordítva arányos. K< = 56-270 (0,9714) < egyenlet értelmében a hőmérséklet emelkedésével a K értéke csökken, az egyensúlyi széndioxid értéke pedig a fordított arányosság miatt nő. A hőmérsékletcsökkenés a mész-szénsav egyensúlyra tehát ellenkező irányban hat, mint a nyomáscsökkenés, bár ez a hatás a legtöbb esetben jóval gyengébb az utóbbinál, de némileg mégis fékezi a szénsavhiányos vizek kalcium- és magnézium-hidrogénkarbonát tartalmának kiválását. A levegővel való érintkezés befolyása a víz minősegere A hévizek fakadásuk után egyes tároló, vagy vízkezelő műtárgyakban, esetleg nyitott csatornán vezetve, nagy felületen, intenzív érintkezésbe juthatnak a levegővel. Ez a körülmény elsődlegesen a hévíz oldott gáztartalmát befolyásolja, amely azután további, kémiai reakciók lefolyását teheti lehetővé. A hévíz levegővel, nagy felületen történő érintkezése az egyes oldott gázok parciális nyomásától függően elősegíti a hévíz eredetileg oldott gáztartalmának csökkenését, azaz kiválását a vízből, különösen ha a vízfelszín fölötti légtér folyamatosan cserélődik, s a két fázis között nem áll be a parciális nyomásoknak megfelelő egyensúlyi helyzet. Ezen az elven működnek egyébként a gáztalanító berendezések is. Egyidejűleg levegő és ezzel oxigén oldódik a vízben. Balneológiai szempontból különösen a kénhidrogénes és a szénsavas gyógyvizek esetében kell minimálisra csökkenteni a hévíz levegővel való érintkezése következtében előálló gázveszteség lehetőségét. A szénsavveszteség egyben —a már tárgyalt módon — a hévíz kalciumtartalmának csökkenése irányában hat. A hévíz levegővel való intenzív érintkezése során levegőt és ezzel oxigént képes felvenni, oldani. A levegő oxidáló hatására vezethető vissza egyes bitumenes, kátrányos anyagokat tartalmazó, az oxigénfogyasztás értékében is kifejezésre jutó nagyobb oldott szervesanyag tartalmú hévizek levegővel való érintkezésekor szemmel is jól érzékelhető színváltozása. Ezek az eredetileg színtelen, de levegő hatására szürkésbarna színűvé váló hévizek főként az Alföld déli-délkeleti részén fakadnak. Minőségváltozást eredményez a víz oxigénfelvétele a vasas hévizek esetében is, mivel elősegíti a vas kiválását. E közismert jelenség inkább a hévíz felhasználhatóságát nehezíti meg és műszaki problémákat okozhat, mintsem a víz minőségét balneológiai vagy higiénés szempontból befolyásolná. A hévíz levegővel való érintkezése és oxigénfelvétele a kénes hévizek gyógyászati értékét veszélyezteti leginkább. A levegőzés során fokozottabban fellépő kénhidrogén gázveszteségen túlmenően a víz által oldott oxigén elemi kénné oxidálja a szulfid-ionokat, amely a vízből kolloid formában kiválik. Ilyen körülmények között egyes hévizek teljesen elveszíthetik szulfid-kén tartalmukat," illetve kénes jellegüket. Az eltérő hőmérsékletű és kémiai összetételű vizek keveredése esetén a víz hőmérséklete az eredeti hőmérsékletektől és a keverési arányoktól függően, a stabilnak tekinthető, azaz kiválásra és kémiai reakciókra nem hajlamos kémiai alkotók eredő koncentrációja pedig a keverési arányoktól és az eredeti koncentrációktól függően alakul ki. Stabil kémiai jellemzőknek tekinthetők a kationok közül a nátrium és kálium, az anionok közül pedig a klorid, bromid, jodid, fluorid és szulfát, valamint többé-kevésbé a nem ionos vegyületek, azaz a metabórsav és metakovasav. Számottevő és minőségileg is más jellegű változás következhet be, ha különböző hőmérsékletű, valamint más-más mész-, illetve szénsavtartalmú vizeket keverünk egymással. Ekkor a kevert vízben kialakult új kémiai és fizikai paraméterek alapján kiszámítható mész-szénsav egyensúlyi helyzettől való eltérés iránya és mértéke fogja meghatározni a keverék víz agresszív, illetve vízkőkiválásra való hajlamát, amely jelentősen eltérhet az eredeti vizekétől. Ilyen esetben tehát nagyon hasznos a különböző vizek kémiai vizsgálatának és az említett számításoknak előzetesen történő elvégzése, mert csak ezek alapján lehet megállapítani az optimális keverési arányokat, illetve azt, hogy a kevert víz milyen kémiai tulajdonságokkal fog rendelkezni, amelyeket a felhasználás során figyelembe kell venni. A hévizekhez kevert hideg hűtővizet sok esetben felszín közeli talajvíztároló rétegből nyerik, amelyek jelentős mennyiségű oldott oxigént tartalmaznak. Ez elősegíti a hévízben esetleg jelenlevő vassók oxidálását és ezzel a vas kicsapódását. Semmi esetre sem ajánlatos oldott oxigént tartalmazó hideg vizet kénes hévíz hűtésére felhasználni, mert a szulfid-ionok koncentrációja — a hideg víz hígító hatása mellett — az oxidáció révén is csökken és a hévíz részben vagy egészben elvesztheti kénes gyógyvíz jellegét. A víz és a szerkezeti anyagok egymásra hatásának befolyása a víz minőségére A víz és a szerkezeti anyagok között végbemenő kémiai rekaciók nagyobb része főként műszaki problémákat okozhat. Pl. a mészre agresszív vizek több-kevesebb meszet képesek kioldani egyes cementtartalmú anyagokból, pl. betonból, s így károsíthatják azokat. A nagy, 500 mg/l-t meghaladó szulfáttartalom a nem szulfátálló betonféleségeket ugyancsak megtámadja. Ilyen szulfátkoncentráció azonban hévizeinkben nem fordul elő, inkább csak a hideg vizekben és különösképpen a keserű vizekben. Vízminőségi következményekkel jár viszont, hogy a kénes vizek szulfid-ionjai reagálnak a vassal, miközben pl. acélcsövek belső falán fekete vasszulfid réteg alakul ki. E reakció révén a kéntartalom egy része megkötődik és a balneológiai hasznosíthatóság szempontjából elvész. Leggyakrabban előforduló probléma, hogy számos ásvány-gyógyvizünk, illetve hévizünk nagyobb szénsavtartalma következtében vasra és egyéb fémekre pl. cinkre agresszív. A hideg vizek esetében gyakorlatilag a 7,7 pH-nál kisebb pH-jú vizek tekinthetők agresszívnek, a meleg vizek esetében viszont ennél néhány tizeddel nagyobb pH-jú vizek is agresszívek lehetnek. E vizek egyrészről korróziós károkat okozhatnak, másrészről vastartalmuk kellemetlen mértékben megnőhet. Különböző vizek keveredésének befolyása a víz minőségére Különböző kémiai összetételű és fizikai állapotú (hőmérsékletű és nyomású) vizek keveredése bekövetkezhet még a hévíz felszínre jutása előtt, de igen gyakran előfordul, hogy magát a kitermelt hévizet keverik eltérő összetételű hideg vízzel, pl. fürdőkben hűtés céljából. A felszínre jutás előtt a többé-kevésbé nyitott karsztvíz tároló rétegekben és karsztvíz járatokban keveredhetnek egymással különböző minőségű vizek, de a nagymélységű hévízkutakat is általában úgy képezik ki, hogy egyidejűleg több vízadó rétegből nyerik vizüket, amelyek eltérő tulajdonságúak lehetnek. Néhány hazai tapasztalat a technikai tényezők vízminőséget befolyásoló szerepéről Az, hogy az eddigiekben ismertetett folyamatok milyen mértékben befolyásolják egy ásvány-gyógyvíz minőségét, nagyrészt a szerkezeti anyagok, valamint a víz termelés-, szállítás-, tárolás- és kezelés módjának helyes megválasztásától függ. Ezzel kapcsolatban — vizsgálataink alapján — néhány példát szeretnék ismertetni. A hévízkutak termeltetése során pozitív artézi kutak esetében főként a nyomásviszonyok változhatnak, negatív kutak esetén pedig a kompresszoros víztermelés befolyásolhatja a vízminőséget. Pozitív kutakban meg29