Hidrológiai Közlöny 1994 (74. évfolyam)
4. szám - Varsányi Zoltánné: A Dél-Alföld felszínalatti vizei. Eredet, kémiai evolúció- és vízmozgás a jelenlegi kémiai összetétel tükrében
VARSÁNYI Z.-NÉ: A Dél-Alföld felszín alatti vizei 195 0 űr 0 / \ ' 9 ° / & ' ° 9o / / % • • / L-•* . t CSOPŰPT o ICSOPOBT • ÍCSOPOTT O A CSOPORTON KÍVU.I MMtAK 3. ábra. A három különböző vízösszetételű terület - a Körös medence, a Maros hordalékkúp és a dunai üledékek elhelyezkedése minőségre emlékeztet. Az átlagértékek azt mutatják, hogy a durvább szemcseösszetételű dunai és marosi üledékekben a kevés oldott anyagot tartalmazó víz minősége hasonló. A legszembeötlőbb különbség a Maros hordalékkúp vizének a nagyobb ammónium ion és szerves anyag tartalma. (Ez utóbbit a kémiai oxigénigénnyel (KOI) jellemezhetjük. Ha nem az átlagértékeket, hanem az egyes mintákat hasonlítom össze, már lényeges különbség található a két régió vízminőségében. A Duna üledékeiben rendkívül egyveretű a vízkémia. A tendencia jellegű változásból, ami a kalcium és magnézium tartalom csökkenésében és a nátrium valamint az alkalinitás növekedésében nyilvánul meg ioncserére lehetett következtetni, amiből meghatározható volt a felszín alatti vízmozgás pontos iránya (Varsányi, 1989). A változások bemutatására egy K - Ny irányú szelvény mentén választottam ki 18 kutat melyeknek elhelyezkedését és a víz hőfokát a 4. ábrán mutatom be. A Maros üledékeiben a vízminőség a mélységgel és a hellyel egyaránt változik, az egész hordalékkúpra érvényes tendenciák nem ismerhetők fel. Változékonyságában a Maros üledékeihez hasonló, átlagértékeiben azonban lényegesen eltérő vízminőség jellemzi a Körösi süllyedék vizeit. Az összes oldott anyag tartalom sokkal nagyobb, amit elsősorban a nátrium koncentráció növekedése okoz. A KOI is nagyobb. Az oldott nitrogén eloszlása megegyezik az oldott sók és a KOI eloszlásával. Röntgen diffraktometriás vizsgálatokkal mindhárom területen meghatározásra került egy-egy fúrásból, különböző mélységből származó minták ásványos összetétele. A minták kvarcot, plagioklász földpátot, kalcitot, dolomitot, muszkovitot, illitet és koloritot tartalmaznak. Kvarcot, plagioklász földpátot és illitet minden minta tartalmazott. A dunai üledékekben muszkovit nem volt kimutatható, ugyanakkor a Maros üledékeiben általánosan előfordult, ott viszont a klorit hiányzott. A Körös medencében minden kimutatott ásványféleség előfordult. A mintákban előforduló földpát vékonycsiszolat vizsgálatok alapján egyértelműen albitnak bizonyult. 3.3. Laboratóriumi kísérletekből levonható következtetések 1. táblázat A Körös medence, a Maros hordalékkúp és a dunai üledékek vizének átlagos kémiai összetétele 1. csoport átl. szórás 2, csoport átl. szórás 3. csoport átl. szórás vezkép. us/cm 1264 202 550 158 484 92,9 pH 7,9 0,21 8,1 0,33 7,7 0,27 alk. mmol/1 14,4 1,9 6,0 1,8 6,1 1,2 kalcium 0,8 0,6 0,9 0,5 1,1 0,5 magnézium 0,5 0,3 0,4 0,2 0,7 0,3 nátrium 11,7 2,4 3,6 1,5 2,6 2,4 ammónium 0,16 0,06 0,17 0,12 0,07 0,04 klorid 0,6 0,2 0,6 0,1 0,1 0,1 nitrogén 1,17 0,64 0,67 0,26 0,21 0,10 KOI mg/l 9,9 6,9 5,2 3,6 2,1 1,5 Az irodalomban leírt kísérletek alapján mind a földpátok mállására, mind a szerves anyag átalakulására vonatkozóan feltételezések tehetők a természetben lejátszódó folyamatokra. Az albit mállása édesvizek nátrium tartalmának forrásául szolgálhat. Ez egy irreverzibilis reakció, melynek első lépése az albit nátrium tartalmának H +-re való kicserélődése (Althaus, Tirtadinata, 1989). A szükséges H +-t ehhez a folyamathoz is a szerves anyag bomlásából származó' C0 2 - víz reakció szolgáltatja. Mivel a nátriumot eredményező folyamat irreverzibilis, nem áll be egyensúly az albit és a rétegvíz között. Az albit oldódása függ az albit fajlagos felületétől - ami az albit mennyiségének is függvénye -, a víz-albit aránytól a széndioxid parciális nyomásától és a pH-tól (Stumm, Mogan, 1981, Helgeson, 1971). A szerves anyag bomlása aerob és anaerob környezetben eltérő módon, különböző termékek keletkezésével megy végbe. Aerob körülmények között széndioxiddá oxidálódik, anaerob körülmények között széndioxid és vízoldható szerves anyag keletkezik. Ez utóbbi folyamat mivel számottevő mennyiségű elektronakceptor nincs jelen, valószínűleg a humin anyagokban levő kinonszerű struktúrák által elősegített diszproporcionálódási folyamat eredménye (Brons és mtsai, 1991). 3.4. Termodinamikai megfontolások Mindhárom víztartó rendszerben a fő kation a kalcium, a magnézium és a nátrium, az anion csaknem kizárólag a hidrokarbonát. Figyelembe véve a vizsgált környezetben előforduló ásványokat az egyes kationok eredetére vonatkozóan feltételezhetjük, hogy a kalcium és magnézium tartalom a kalcit és dolomit reverzibilis oldódásával, a nátrium az albit irreverzibilis mállásával kerül a vízbe. Nyilvánvaló, hogy bár a vízben oldott kalcium, magnézium és nátrium koncentrációját különböző jellegű - reverzibilis illetve irreverzibilis - folyamatok határozzák meg, a fő kationok koncentrációját a szerves anyag bomlásából vízbe került C0 2 szabályozza.
