Hidrológiai Közlöny 2003 (83. évfolyam)
4. szám - Hrabovszki Erika: A Körös-medence felszín alatti vizeinek nyomelem tartalmát szabályozó geokémiai folyamatok
207 A Körös medence felszín alatti vizeinek nyomelem tartalmát szabályozó geokémiai folyamatok Hrabovszki Erika Szegedi Tudomány Egyetem Ásványtani, Geokémiai és Kőzettani Tanszék, 6722. Szeged, Egyetem u. 2. Kivonat: Kulcsszavak: A szerző a Körös medence területéről származó rétegvíz-minták nyomelem tartalma (As, Fe, Mn, Zn 2\ Ha 2', Sr 2*, Li', Si, AI 1*) alapján a vizsgált területet eltérő vízminőségi területekre osztotta fel klaszter-analízissel. Ezt követően főkomponensés korreláció-analízissel meghatározta az egyes területeken a nyomelemek vízben történő dúsulását szabályozó geokémiai folyamatokat A vizsgált területen a nyomelem koncentrációt elsődlegesen az üledékkel érintkező rétegvíz pH-ja határozza meg, amelyet az üledék szerves anyagának oxidatív bomlása szabályoz. A statisztikai módszerekkel eltérő geokémiai folyamatokat sikerült azonosítani, amelyek szerepet játszanak a vizsgált nyomelemek rétegvízben történő felhalmozódásában Ezek a következők: az üledék vas- és mangánoxihidrát valamint kalcit és dolomit tartalmának az oldódása, aluminoszilikátok képződése, As adszorpció fókomponens-analízis, üledék-oldódás, mállás, szervesanyag-bomlás 1. Bevezetés Magyarországon a nyolcvanas évek elején vált ismertté, hogy a dél-alföldi pliocén és pleisztocén rétegvizek egy része jelentős mennyiségű arzént tartalmaz, mely esetenként elérte a 0,2-0,3 mg/l koncentrációt. Mivel ebben a térségben elsősorban ezek a rétegvizek jelentik a legfontosabb ivóvízbázist, a potenciális egészségkárosító hatására való tekintettel igen gyorsan megindult a vizek arzéntartalmának a feltérképezése. Az arzén eredetének, mobilizálódási körülményeinek ismerete segítséget nyújthat az arzén területi és mélység szerinti eloszlásának az értelmezésében. A jelenlegi munkámban a Dél-Alföld rétegvizeinek nemcsak az arzén, de további nyolc mikro- és nyomelem-tartalmának az eredetével és eloszlásával foglalkozom. Az Alföld rétegvizeinek minőségét, illetve kémiai összetételének változását a felszín alatti áramlási rendszer ismeretében több szerző is vizsgálta (Erdélyi és mtsai 1972, Rónai 1985). Az eddig megjelenő tanulmányok (Varsányi, Ó. Kovács 1994) azonban a Dél-Alföld pleisztocén rétegvizeinek főelem-tartalmát (Na +, Ca 2 +, Mg 2') kialakító geokémiai folyamatokat, illetve a vizek főelem összetételének mélységi és területi változását tanulmányozták. Munkám célja volt a Dél-Alföld rétegvizeinek (<1150 m) nyomelem-eloszlásában fontos szerepet játszó geokémiai folyamatok meghatározása, illetve a rétegvíz nyomelem koncentráció változásának a nyomon követése a felszín alatti víz áramlásának irányában. 2. Anyagok és módszerek A Körös medence területéről 39 különböző mélységből (50 m - 1150 m) származó rétegvíz következő kémiai paraméterekre kiteijedő elemzési adatai kerültek feldolgozásra: alkalinitás, kémiai oxigénigény (KOI), pH, Ca 2 +, Mg 2 +, Na\ Cl", illetve As, Fe, Mn, Zn 2\ Ba 2\ Sr 2\ Lt\ Si, Al 3*. A Ca 2 +, Mg 2 t, Na" ICP módszerrel, a Cl", alkalinitás és a KOI titrálással került meghatározásra a Csongrád megyei KÖJÁL laboratóriumában, a nyomelemzések ICP módszerrel a Kertészeti Egyetemen, az arzén tartalom meghatározása a Magyar Állami Földtani Intézetben történt AAS-hidnd módszerrel. Az adatbázist Horváth István, a Magyar Állami Földtani Intézet főmunkatársa bocsátotta rendelkezésemre. Az adatok feldolgozását az SPSS/PC + V4.0 (1990) számítógépes program segítségével végeztem. A program lehetővé teszt egy- és többváltozós statisztikai módszerekkel történő adatfeldolgozást, ezen belül a klaszter-, főkomponens- és korreláció analízis alkalmazását (Marriott, 1974). Klaszter-analízis a változók együttes hatásának figyelembe vételével a változók szempontjából leghomogénebb vízminőségi csoport létrehozására ad lehetőséget A kilenc nyomelem-változó, valamint a kutak helykoordinátáinak felhasználásával a csoportátlag módszerével végeztem el a klaszterezést. A módszer a csoportok közötti távolságot a két csoport egyedpáljai közötti távolságok átlagaként határozza meg. A csoportok közötti hasonlóság jellemzése korrelációs együtthatókkal történt. Egy vízminőségi csoporton belül a rétegvíz nyomelem dúsulását meghatározó geokémiai folyamatokat fökomponens-analízissel és korreláció-analízissel vizsgáltam. Főkomponens-analízissel felvilágosítást kaphatunk arra, hogy a rétegvizek nyomelem összetételének kialakításában hány háttérváltozó játszik szerepet, illetve a háttérváltozók milyen kémiai paramétereket milyen mértékben befolyásolnak. Mivel a fökomponens analízis csak olyan változókkal végezhető el egy csoporton belül, amelyek eloszlása a vizsgált csoportban normális, vagy normális eloszlással közelítőleg leírható, ezért második lépésben a csoportokat alkotó vízminták általam vizsgált kémiai paramétereinek (alkalinitás, pH, KOI, Na +, Ca 2', Mg 2 +, Sr 2 +, Ba 2\ Zn 2 +, Li +, Al 3 +, As, Fe, Mn, Si) normalitását vizsgáltam. A hipotézis vizsgálatra a Kolmogorov- féle egymintás próbát alkalmaztam (Füst, 199 7). A módszer az N számú mintából képzett elméleti és empirikus eloszlásfüggvény maximális eltérésének abszolút értékét veszi alapul. 3. Földtani háttér A vizsgált 39 vízminta területi elhelyezkedése látható az 1. ábrán. A vizsgált terület vízföldtani sajátosságai Urbancsek (1965), Erdélyi (1979), Rónai (1985), Molnár (1990), munkái alapján a következőkben foglalhatók öszsze: A negyedidőszak történetét a kéregmozgások és az erős éghajlatváltozások határozták meg. A vizsgált terület ciklusos kifejlődésű negyedkon képződményei folyóvízi feltöltődés eredményeképpen jöttek létre. A Dél-Alföld mai területén két mélymedence, az egyik a Maros torkolat körül, a másik a mai Körös vidékén alakult ki. A Körös medencét a Körös és a Berettyó töltötte fel. A feltöltődés során a Körös medencében főleg kőzetliszt halmozódott fel. Ezen a területen 10 m vastagságot meghaladó homokréteg nem található
