Hidrológiai Közlöny 2003 (83. évfolyam)
4. szám - Hrabovszki Erika: A Körös-medence felszín alatti vizeinek nyomelem tartalmát szabályozó geokémiai folyamatok
212 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2003. 83. ÉVF. 4. SZ. arzén és vas (r^.^ = 0,57), illetve a cink és vas közötti pozitív összefüggésből (r M <. F, = 0,75) feltételezhető, hogy a vizsgált területen az As és a Zn 2 + az üledék vasoxihidrát tartalmához köthető. A korrelációs mátrix (5. táblázat) alapján két folyamatra lehet következtetni, ami szerepet játszhat az üledék vasoxid tartalmának az oldódásában, illetve közvetetten az As és a Zn 2 + felszín alatti vizekben történő dúsulásában. Az egyik folyamat a szerves anyag diagenetikus átalakulása, amelyben a vas mint oxidálószer vehet részt (Froehlich el al. 1979). A folyamat során a vas redukálódik, vízben 5. táblázat: A 3. vízminőségi csoportot j való oldhatósága megnő. A másik folyamat a pH változás. A pH csökkenés miatt az üledékből kioldódó vasoxid az As és a Zn 2 + oldatba jutását is elősegíti. A korrelációs együtthatókat összehasonlítva (r F c. p H = -0,60; r F e. K Oi = 0,91) elmondható, hogy a vas mobilizációjában a szerves anyag degradációja elsődleges szerepet játszik. A Si koncentráció csökkenése a pH csökkenés hatására Si0 2 hidroszol képződésével, illetve a Si 4 + újonnan képződött agyagásvány rácsába történő beépülésével magyarázható (Grasselly, 1988) lemző paraméterek korrelációs mátrixa alk. mélység PH KOI Na* Ca 3' • . 2 + Mg As Fe Zn 2* Mn Ba 2* Sr 2 + Li* Si Al 3* alk. 1,00 mélyséj 0,36 1,00 pH -0,07 0,86 1,00 KOI 0,42 -0,50 -0,70 1,00 Na* 0,85 0,55 0,08 0,03 1,00 Ca 2* -0,32 -0,63 -0,35 0,59 -0,75 1,00 Mg 2* -0,17 -0,72 -0,56 0,77 -0,61 0,96 1,00 As 0,33 -0,63 -0,71 0,79 -0,04 0,56 0,70 1,00 Fe 0,31 -0,48 -0,61 0,91 -0,09 0,63 0,76 0,58 1,00 Zn 2* 0,46 -0,49 -0,78 0,77 0,30 0,18 0,38 0,61 0,75 1,00 Mn -0,39 -0,52 -0,18 0,45 -0,80 0,97 0,88 0,39 0,56 0,04 1,00 Ba 2* 0,31 -0,32 -0,45 0,49 0,05 0,24 0,38 0,64 0,22 0,09 0,12 1,00 Sr 2* -0,40 -0,68 -0,38 0,54 -0,80 0,99 0,95 0,54 0,57 0,15 0,96 0,25 1,00 Li* 0,69 0,72 0,41 -0,31 0,89 -0,80 -0,76 -0,18 -0,43 -0,03 -0,79 -0,09 -0,84 1,00 Si 0,11 0,57 0,52 -0,20 0,23 -0,20 -0,26 -0,08 -0,47 -0,38 -0,23 0,01 -0,21 0,45 1,00 Al 3* 0,39 0,27 0,09 0,17 0,77 -0,79 -0,67 -0,17 -0,27 0,38 -0,86 -0,31 -0,78 0,69 0,15 1,00 A vízminták Mn koncentrációja az oldatok pH-jával nem mutat szoros kapcsolatot (5. táblázat), a KOI-vel való korrelációja viszont pozitív (wkoi = 0,45). A Na*-nal való szoros negatív összefüggése, illetve a Ca 2 +- és Mg 2'-a! mutatott szoros pozitív kapcsolata nem kémiai összefüggést, hanem a változók mélység függését tükrözi. A rétegvíz Mn tartalma a Ca - és Mg"' koncentrációhoz hasonlóan - a mélység csökkenésével nő. A koncentráció növekedés az üledék szerves anyagának oxidatív átalakulásával magyarázható. Az üledék mangánoxihidrát tartalma, mint oxidálószer vehet részt az átalakulásban (Balistrieri. Murray 1986), amely során a mangán redukálódik és oldatba kerül. A vízminták Ca 2', Mg 2' és Sr 2" koncentrációja és Na* tartalma kőzött szoros negatív korreláció van. A Ca 3* és Mg 2* koncentráció és a Na* koncentráció között ioncserét nem tapasztaltam, ezért a Ca 2*, Mg 2* és Sr 2* Na'-nal való szoros negatív kapcsolatában feltételezhetően ezeknek a paramétereknak a mélység függése nyilvánul meg. Mivel a Ca 2*, Mg 2* és Sr 2* koncentráció a víz KOI tartalmával számottevő pozitív kapcsolatot mutat (5. táblázat), a vízmozgás irányába történő Ca, Mg, Sr iontartalom növekedést az üledék karbonát (kalcit és dolomit) tartalmának a pH csökkenés hatására történő oldódásával hoztam kapcsolatba. A Na' koncentráció pozitívan korrelál a Li* és Al 3* koncentrációval. Az Al 3* ionok a Si 4* ionokhoz hasonlóan nem stabilisak oldataikban. Az Al 2' rétegvizekben való felhalmozódását a közeg pH-ja és az oldatban jelen lévő sók koncentrációja határozza meg (Grasselly, 1988). Az alumíniumionok csekély elektrolit-koncentráció jelenlétében is koagulálhatnak. A 8. ábra alapján a vizsgált területen a vízmozgás és a pH csökkenés irányába a rétegvíz AI 2' tartalma csökken. Az oldatot az Al 3 f agyagásvány rácsába beépülve, vagy A1 20 3 hidroszol formájában hagyhatja el (Grasselly, 1988). Az A1 20 3 hidroszol oldhatósága a vizes közeg pH-jától függ, a pH 6 és 8 között oldhatósága nagyon kicsi, pH = 4 és pH = 10 körül jelentős. A stabilis alkálifémek ionjai oldataikból újonnan keletkezett agyagásványok kristályrácsába beépülve válhatnak ki (Nemecz 1973, Grasselly 1988). Valószínűsíthető, hogy a vizsgált területen a Si és az Al 3* rétegvízben való felhalmozódása a vizes közeg pH-jától fiigg. A pH csökkenés hatására az oldatból kiváló Si 4* és Al 2' hidroszolokat, vagy a Na*- és Li*-nal aluminohidroszihkátot (agyagásványokat) hoznak létre. 5. Következtetések A Körös medence rétegvizében a H , közvetve a nyomelem-koncentráció alakulásában az üledék szerves anyagának oxidatív degradációja játszik fontos szerepet. A vas és mangán részben az üledék vas- és mangánoxihidrátjainak a pH csökkenés hatására történő oldódásával, részben a szerves anyag oxidációjával kerülhet a felszín alatti vízbe. A Zn 2* oldatbajutása az üledék szerves anyagának bomlásán és a vasoxihidrát tartalmának az oldódásán keresztül valósul meg. A rétegvíz Ba 2 + és Sr 2 f tartalmának növekedése a vízmozgás irányába a H + koncentráció növekedés hatására történő karbonát ásványok - kalcit és dolomit - oldódásával magyarázható. Az As dúsúlását a Körös medence rétegvizeiben a sekélyebb (< 300 m) és a mélyebb rétegekben (>300 m) eltérő folyamatok határozzák meg. A sekélyebb rétegekben az arzén a vasoxihidrát oldódásával mobilizálódik, a mélyebb rétegek vizében az arzén tartalmat a víz pH-ja szabja meg. A pH csökkenésével az arzén adszopció mértéke az üledék felületén nő. A vizes közeg pH-ja hatással van a Si és Al 3* koncentrációra is. A H koncentráció növekedésével a rétegvizek Si és Al 3* tartalma csökken. A kapott eredmények alapján feltételezhető, hogy a másodlagos aluminoszilikátok képződése módosítja nemcsak a Si és Al 2*, hanem a Li + tartalmát is a rétegvizeknek.
