Hidrológiai Közlöny 1998 (78. évfolyam)
4. szám - Hrabovszki Erika: A Dél-Alföld felszín alatti vizeinek nyomelem tartalma
226 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 1998. 78. ÉVF. 4. SZ. kútjai sekélyebben helyezkednek el, átlagos nyomelem tartalma nagyobb, mint az 5. csoportba tartozó mélyebb rétegekből származó vizeké. Viszonylag magas a 4. csoportba tartozó vizek szerves anyag tartalma, As, Fe, és Mn koncentrációja, összehasonlítva a többi vízminőségű csoport átlagértékével. A 6. csoportba tartozó 10 kútból területileg 8 a Körös medence üledékére, kettő pedig a Duna üledékeire esik (/. ábra). Az e csoportba tartozó kutak legtöbbje a Körös medence mélyebb rétegeit csapolja meg (1. táblázat). A többi csoporthoz képest szembetűnő vizeinek viszonylag magas Li. Zn és Al tartalma (1. táblázat). A főkomponens analízist a 133 kút vizének alkalinitás. pH, KOI, Na, Mg, Ca és kilenc nyomelem koncentrációjának standardizált értékeivel végeztem. A felhasznált kémiai változók eloszlása nem normál. így matematikai szempontból az adatbázis nem tekinthető megfelelő kiindulási alapnak a főkomponens analízishez. Az irodalmi áttekintés alapján azonban, lehetségesnek bizonyult az eredményül kapott háttérváltozók (2. táblázat) geokémiai folyamatokkal való azonosítása, illetve a vizsgált területen a víz nyomelem tartalmának ezen folyamatokkal való értelmezése. A táblázatban a sajátérték (/.) és sajátérték százalékok (X %) ugyancsak fel vannak tüntetve. 2. táblázat A 133 vízminta nyomelem és főelem változóival számolt A 2. táblázat első főkomponensében a legnagyobb súllyal és azonos előjellel a Ca, Mg, pH és Sr szerepel. A felszín alatti vizek kalcium és magnézium tartalma a kőzet-víz kölcsönhatás eredményeképpen a kalcit és dolomit reverzibilis oldódásával kerül a vízbe. A kalcit és dolomit oldódásának mértékét a H* koncentráció szabályozza. Ez arányos a vizsgált rendszerben a szerves anyag bomlásából vízbejutó C0 2 parciális nyomásával. A Sr ion Ca és Mg ionokkal való szoros korrelációjára adhat magyarázatot az a tény, hogy a Sr a kalcit és dolomit kristályrácsában a Ca 2 + helyettesítheti, így a karbonátos kőzetek oldódása a Sr 2* oldatba kerülését eredményezi (5. ábra). Mindezeket figyelembe véve, ez a háttér-változó a karbonátos kőzetek - kalcit, dolomit oldódási folyamatával azonosítható, amely fontos szerepet játszik a vízminőség kialakításában. Ez a folyamat a nyomelemek közül elsősorban a Sr ion oldatba kerülését és annak mértékét szabályozza. A második főkomponens a legnagyobb súllyal az alkalinitást, KOI-t, Na + és ezekkel azonos előjellel a Li" és Ba 2 + koncentrációt tartalmazza. A felszín alatti vizek nátrium tartalmának forrásául a földpátok oldódási folyamata, illetve az ioncsere folyamatok tekinthetők. A Na + a Ca 2 + és Mg 2 +-al nem korrelál, így feltételezhető hogy a felszín alatti édesvizek nátrium tartalmát az aluminoszilikátok, elsősorban albit mállása szolgáltatja a vizsgált területen. Az albit oldódása egy irreverzibilis reakció, amelynek első lépése az albit Na* tartalmának HT-ra való kicserélődése (Althaus. Tirtadinata 1989). NaAlSi 30 3 + H* = HA1SÍ 30 8 + Na + Az ehhez szükséges ET-t a szerves anyag bomlásából származó C0 2 és víz reakciója adja. A nátriumot eredményező folyamat irreverzibilis, ezért az oldódás mértéke függ a rétegvízzel kölcsönhatásban lévő albit fajlagos felületétől, a víz-albit aránytól, a széndioxid parciális nyomásától és a pH-tól (Helgeson 1971, Stumm és Morgan 1981). A szilikátok kristályrácsában a Ba 2 +a K +-t, a Li + a Mg 2 + és Na*-ot helyettesítheti. A lítium és bárium nátriummal való korrelációját, illetve a 6. ábrát figyelembe véve arra következtethetünk, hogy a vízbe kerülő lítium és bárium ion koncentráció nagyságát, a nátriuméhoz hasonlóan, elsődlegesen a földpátok oldódási folyamata határozza meg, ugyanakkor ez a folyamat másodlagos szerepet játszik a felszín alatti vizek vízminőségének kialakításában. Sí mmotíl 0.007 0.00$ • O.OOS • 0.004 " * . * * , 0.003 , * ,, ' , * • . • * * 0-002 f l # o.ooi 0 . , . , , 0 0.5 I 1.5 2 2.5 3 Ca + Mg mmoW 5. ábra: A Sr koncentráció változása a Ca + Mg koncentráció függvényében A harmadik háttér-változó a vizek As tartalmát befolyásolja, de azonos módon hatással van a Fe. illetve kisebb mértékben a KOI értékére is. Az As tartalom kialakulása mind üledékekben, mind vizekben részben redox viszonyokkal, részben adszorpciós folyamatokkal magyarázható. Az üledék vas tartalmának oldhatóságát az oxidációs és redukciós viszonyok határozzák meg. (Sakata 1985), ugyanakkor a vasoxid az oxianion formában levő arzént adszorbeálja felületén (Takamatsu és mtsai 1985, Newman és mtsai 1985). Szerves anyagok oxidatív átalakulása fontos szerepet játszik a vas redoxciklusában. A szerves anyag oxidatív átalakulása 0 2, N0 3", MnO :, Fe 20 3 és SO4 2' segítségével egymást kövefőkomponens-súlvai és sajátértékei I. II. III. IV. Alk -0,333 0,731 0,308 -0,166 pH -0,726 0,121 0,095 0,023 KOI -0,043 0,671 0,491 -0,003 Na -0,418 0,760 -0,096 -0,196 Ca 0,952 0,023 0,037 0,039 Mg 0,940 0,054 -0,104 0,013 As 0,051 0,242 0,719 -0,059 Fe 0,508 0,305 0,533 -0,073 Zn 0,087 0,173 0337 0,657 Mn 0,481 0,029 0,422 -0,103 Ba 0,409 0,702 -0,395 0,053 Li -0,218 0,695 -0,414 0,035 Sr 0,854 0,234 -0,135 -0,025 Sí 0,172 0,506 -0,597 0,213 Al -0,245 0,043 0,140 0,679 X 4,142 3,055 2,180 1,031 38,2 28,2 20,1 9,5
