Hidrológiai Közlöny 1981 (61. évfolyam)
1. szám - Dr. Szolnoky Csaba: A hőszennyezés fizikai és vízbiológiai folyamatainak kapcsolatáról
10 Hidrológiai Közlöny 1981. 1. sz. Dr. Szolnoky Cs.: A hőszennyezés (Qh) mindkét esetben mintegy 3%-a volt a folyó vízhozamának (Q^), így a megfigyelt jelenségek eltéréseiben nem a viszonylagos liőterhelés eltérő nagysága, hanem a melegvízbevezetések és a folyók egyéni jellegzetességei tükröződnek. A At többlethőmérséklet hosszmenti változására (a részletábra) mindkét esetben a gyors csökkenés a jellemző, amint ez a már ismertetett vizsgálatok leírásával is megállapítást nyert [15]. Most azonban célszerű a vízhőmérséklet fenti változását nem a torkolattól való távolság, hanem az élőszervezeteket érő hőhatás időtartamának függvényében vizsgálni, ideértve természetesen a hűtőrendszerek (Dunai Hőerőmű, Százhalombatta, illetőleg Tiszapalkonyai Erőmű, Tiszapalkonya) kondenzátorok utáni szakaszában eltöltött időt is, és figyelembe véve a két folyón mért különböző középsebességet. A hőhatás jelentőségének megítélése szempontjából figyelembe kell venni a melegvízcsóva által igénybevett folyószélességet (b részlet) és a melegvízcsóva jellegét, folyóbeli elhelyezkedését is (c és d részlet): — a Dunán az ismertetett jellegzetességű keskeny partmenti csóva, — a Tisza duzzasztott szakaszán a csóva gyors szétterülése, függélymenti hőmérsékleti rétegződés a jellemző. A két folyón ennek megfelelően a jellemző életközösségeket érő hőhatás is különböző: — A plankton szervezeteit érő hőhatás elsősorban a kezdeti, ,,hő-sokk" szakaszban mutat lényeges eltérést, elsősorban a Tiszai Hőerőmű hoszszú melegvízcsatornája következtében. Később más jellegű a különbség: a Dunán a többlethőmérséklet még több órás tartózkodási idő után is jelentős, és a csóva a bevezetés-oldali litorális övet terheli, míg a Tiszán a vízhőmérséklet rohamosabb csökkenésére, de a melegvíz felúszása folytán a felszínközeli vízrétegek fokozottabb terhelésére számíthatunk. — A bentosz hőmérséklete a Dunán — a függélymenti gyors elkeveredés eredményként — gyakorlatilag megegyezik a felszínhez közelebbi vízrétegek hőmérsékletével, tehát a planktonszervezeteket az adott függélvben érő hőhatás érvényesül a b§ntoszra is. A Tiszán ezzel szemben döntő szerepe van a bevezetés módjának; parti műtárgy esetén (pl. Tiszapalkonyai Hőerőmű) a felúszó csóva hőhatása a mederfenéken csak a torkolattól számított 1—2 km távolságban érvényesül [4], melegvízcsatorna esetén viszont (pl. Tiszai Hőerőmű) a csatornafenéken is maradéktalanul jelentkezik a zlí ma x többlethőmérséklet. — A két folyón megfigyelt hőterhelés a nekton szempontjából a legkülönbözőbb; a melegvízcsóva magasabb hőmérsékletű szakasza a Tiszán a folyó egész szélességére kiterjed (a hosszirányban vonuló halak számára esetleg akadályt jelentve), a Dunán viszont a melegvízcsóván kívüli folyókeresztmetszet a halak számára mindig zavartalan hőmérsékletű „folyosót" alkot [15]. A hazai folyóink életközösségeit veszélyeztető hőhatások elvi meghatározása a folyóinkon a jövőben, konkrét esetben várható hőhatás számszerű jellemzését is lehetővé teszi [1G, 17, 18], A hőszennyezés esetleges veszélyeinek felméréséhez a közvetlen hőhatáson kívül természetesen figyelembe kell venni a folyó alapszennyeződését és oxigénviszonyait is. Ilyen vonatkozásban — a Dunát illetően az alapszennyezettség várható növekedésére [19], — a Tiszán pedig a Sajó okozta szennyezettségre és a duzzasztott folyószakaszokon az oldott-oxigén tartalom általában megfigyelhető csökkenésére [20] kell a figyelmet felhívni. A hőterhelés várható hatásai a Dunán A hőterhelés fenti szemléletét a konkrét dunai viszonyokra és a kiemelkedően legnagyobb melegvízbevezetést képviselő Paksi Atomerőmű várható hatásaira is alkalmazhatjuk. Az 5. ábra a hőmérsékleti viszonyoknak a kutatás eredményei alapján meghatározott [15, 16, 17, 18] p=2%-os előfordulási valószínűségű esetét szemlélteti a Paksi Atomerőmű folyamatban lévő P=2GW kiépítésére és a századfordulóra várható P =5 GW teljesítményére, az évi maximális vízhőmérséklet, mint feltétlenül mértékadó állapotot figvelembevéve: — A plankton szervezeteinek a 30°C feletti csúcshőmérsékleti tartományban való tartózkodási ideje ebben az igen ritkán előforduló esetben is csak 1,6 illetőleg 3,2 h, majd ezt követően a hőhatás tartós, de csekély többlethőmérsékletet jelent, amely asszimptotikusan tart a Duna mintegy l,5°C-kos különbségeket mutató természetes hőmérsékleteloszlásához. Ennek gyakorlati megközelítéseként elfogadhatjuk a At =0,2 -/l<max=l>8 °C többlethőmérsékletet, amelyet a lehűlés 5,5 ill. 17,5 h behatási idő után ér el. A melegvízcsóva azonban még ekkor sem közelíti meg a balpartot, így egyrészt nem éri közvetlen hőhatás a folyó egész planktonállományát, másrészt a két partra jellemző vízminőség még L =100—150 km távolságban is különböző lehet. — A bentoszt érő hőhatás a hűtőrendszernek'a kondenzátorok utáni szakaszában mintegy 34 °C, a melegvízcsóvában pedig a helytől függő, de időben állandó. 30 °C feletti hőmérséklet így a folyóban csak a torkolattól Lrs 2,0 illetőleg 4,0 km távolságig jelentkezhet. — A nekton szervezetei, — mivel a melegvízcsatornába a surrantószerű bevezetés miatt valószínűleg nem juthatnak fel — csak a torkolat utáni 2—4 km-es szakaszon találhatnak 30 °C feletti, és a keresztszelvénynek csak viszonylag kis részére kiterjedő vízteret. A tiszai hőterhelés és hatásai A kutatás bemutatott eredményei és vizsgálati módszerei alapján más mértékadó esetekre (pl. őszi kisvíz, vagy téli állapot) is meghatározhatók — a vízbiológiai vizsgálatok által megkívánt rész-
