Hidrológiai Közlöny 2010 (90. évfolyam)
5. szám - Juhász József: Az arzén eredete a felszín alatti vízben
47 Az arzén eredete a felszín alatti vízben Juhász József 1148. Budapest, Felsőbüki Nagy Pál u. 4. Kivonat: Az elmúlt évtizedekben a felszín alatti víz minőségének vizsgálatakor megjelenő, a megengedhetőnél nagyobb arzéntartalom eltávolítása komoly gondot okozott a vízműveknek. Az EU szabványai az arzén megengedhető határértékét a hazainál még alacsonyabb értékben állapították meg. Ennek az eltávolítása még nagyobb kiadást jelent az országnak. Felmerül a kérdés, hogy ez a nagy arzéntartalom hogyan került a vízbe. Az egyik lehetőség, hogy a vízvezető,de főként az azokat közrezáró kis áteresztőképességű iszapos, agyagos rétegekből oldással juthatnak a termelt vízbe. A másik lehetőség az, hogy a vízforgalommal - jutnak a rétegek vizébe. Kulcsszavak: vízminőség, arzén-tartalom, felszín alatti vizek. A kérdés eldöntése érdekében a Maros hordalékkúpja néhány korábbi fúrásának megmaradt magmintáját vizsgáltuk meg. A kiinduló gondolat az volt, hogy ha az arzén a kőzetből jutott a vízbe, akkor a viszonylag kiszáradt magok még meglévő kötött vízében nagyobb koncentrációban kell az arzénnek megjelennie a termelt vízénél. Ennek megállapítása érdekében a Maros hordalékkúpjára eső Tótkomlós III/P fúrás 12 magmintáját, a pusztaottlakai fúrás 7 magmintáját és a Békéscsaba „Felszabadulás Tsz" fúrásának 1 magmintáját vizsgáltuk meg. A magok öregek, általában nejlonba csomagolt és fémdobozban tárolt minták voltak. A száradás függvényében nedvességtartalmuk különbözött, de egy minta kivételével mindegyik a plasztikus határnál kisebb nedvességtartalommal rendelkezett. A vizsgált mintákat a vízvezető rétegeket határoló kis áteresztőképességű rétegekből vettük, mert ezek oldása látszott elsősorban valószínűnek. A megvizsgált minták a geotechnikai osztályozás, plasztikus indexszel történő megállapítása alapján túlnyomó többségében közepes, illetve sovány agyag kategóriába esik. A kőzetminták szemcseeloszlása alapján kőzetlisztes iszap, kőzetlisztes, agyagos iszap a besorolásuk, kivéve a Tótkomlós III/P fúrásból vett 146,3-151,8 m közötti mintát, ami a minták között a „legdurvább" homokos, iszapos kőzetliszt, Ez már nem volt plasztikus. A vizsgálat első lépéseként meghatároztuk a vízraktározási és konzisztencia tényezőket, amelyeket az 1. táblázatokban foglaltunk össze. Az alkalmazott jelölések: w L folyási határ (%) w P plasztikus határ (%) Ip plasztikus index (%) w a minta aktuális víztartalma (%) H y Mitserlich-f. higroszkópos nedvességtartalom (%) w LE B maximális molekuláris nedvességtartalom (%) ( Lebegyev préseléses módszerével meghatározva) A w 5 mérés, a H y és a W LEB 3 mérés átlaga. Ahhoz, hogy megítélhessük, a víz a kötött vízburok melyik részéből származik, a vízraktározási jellemzők mellett szükség van a minták préselés előtti és utáni állapotjellemzőire is (2. táblázatok). A 2. táblázatokban alkalmazott jelölések: w c a minta víztartalma préselés előtt (%) w u a minta víztartalma préselés után (%) p n e a minta aktuális sűrűsége préselés előtt (t/m 3) p n u a minta aktuális sűrűsége préselés után (t/m 3) Poe a minta száraz állapotbeli sűrűsége préselés előtt (t/m 3) Pou a minta száraz állapotbeli sűrűsége (t/m 3) e e a minta hézagtényezője préselés előtt e u a minta hézagtényezője préselés után Aw a préseléskor kinyomódott vízmennyiség (%) l/a táblázat. Nevezéktani és vízraktározási jellemzők a pusztaottlakai fúrásban Minta Mélység W L W P IP W H v w LE B száma m.-től-m.-ig (%) (%) (%) (%) (%) (%) 1 143,2-146,0 46,52 22,02 24,5 25,46 5,97 21,73 2 202,0-202,4 54,44 24,51 29,93 19,43 5,83 26,02 3 284,0-292,0 61,94 22,65 39,29 19,49 8,24 30,08 4 305,0-309,7 53,25 25,65 27,6 20,42 5,78 22,75 5 398,0-403,0 50,49 20 30,94 15,92 5,63 23,63 6 411,0-412,0 51 23,95 27,05 16,26 5,68 22,44 7 452,2-453,2 39,37 21,8 17,57 19,97 3,5 15 1/b táblázat. Nevezéktani és vízraktározási jellemzők a Tótkomlós III/P fúrásban Mintás Mélység W L W P IP W H y W LE B zama m.-től-m.-ig (%) (%) (%) (%) (%) (%) 1 22,7-26,0 44,92 21,97 22,95 26,04 4,61 16,66 2 36,3-39,8 39,86 28,74 19,12 24,53 1,92 14,15 3 55,5-57,3 61,29 22,4 38,89 21,89 7,52 25 4 70,4-75,0 45 27,75 19,25 22,64 3,5 21,27 5 93,5-94,9 42,3 22,85 19,45 22,6 4,81 16,1 6 124,2-125,4 47 22,88 24,12 23,4 3,31 15,72 7 132,1-134,7 28,5 17,52 10,98 15,47 1,63 11,01 8 139,2-140,6 41,5 21,58 19,92 27,11 3,17 15,53 9 145,3-146,3 48,14 21,92 26,22 45,4 4,54 17,77 10 146,3-151,8 38,1 11,1 11 11 310,6-312,8 30,2 24,5 5,7 19,81 4,39 20,33 12 391,5-392,1 44 25,3 18,7 27 6,16 25,17 1/c táblázat Nevezéktani és vízraktározási jellemzők a békéscsabai fúrásban Minta Mélység W L W P IP W Hy W LE B szama m.-től-m.-ig (%) (%) (%) (%) (%) (%) 1 128,0-130,0 42,3 21,1 21,2 28,36 3,15 16,2 Az eredményekből megállapíthatjuk, hogy a gravitáció ellen visszatartott víz átlag 23 %. A Pusztaottlakánál vett mintákban és a békéscsabaiban az aktuális víztartalom egy kivételével a maximális molekuláris víztartalomnál kisebb, vagyis a mintákban már csak kötött vizet találtunk. A tótkomlósi mintákban két nagyobb nedvességtartalmú mintán kívül ugyancsak e-körül mozgott, tehát ezekben is csak kötött víz volt. A kémiai vizsgálatok eredményei is ezt támasztják alá. A begyűjtött mintákból 1260 bar nyomással préseltük ki a kötött vizet. A préselést a teljes konszolidáció mintegy 70 %-áig folytattuk, s így a kötött víz figyelemre méltó részét .ki tudtuk nyerni. Tájékoztatásul a 2. táblázatokban a préselés előtti és utáni állapot néhány fontos jellemzőjét adjuk meg. 2/a táblázat A préselés előtti és utáni állapot-jellemzők a pusztaottlakai magokban Minta száma w c (%) p0e (t/m 3) e c w„ (%) pou (t/m 3) e„ pne (t/m 3) Pnu (t/m 3) AW (%) 1 25,46 1,82 0,64 9,52 2,09 0,26 2,03 2,29 15,94 2 19,43 1,75 0,51 7,7 2,18 0,28 2,09 2,18 11,73 3 19,49 1,77 0,5 11,6 2,1 0,25 2,11 2,32 8,43 4 20,42 1,62 0,55 12,98 2,01 0,31 2,09 2,27 7,44 5 15,92 1,78 1 8,37 2,16 0,23 2,08 2,34 7,55 6 16,26 1,8 0,47 13,24 1,91 0,38 2,09 2,16 3,02 7 19,97 1,74 0,53 6,27 2,18 0,21 2,07 2,18
