Hidrológiai Közlöny 2010 (90. évfolyam)
4. szám - Kármán Krisztina–Fórizs István–Szabó Csaba–Deák József: Parti szűrésű rendszerek vizsgálata vízkémiai és geokémiai módszerek segítségével a Szentendrei-sziget példáján
49 Parti szűrésű rendszerek vizsgálata vízkémiai és geokémiai (d 1 80) módszerek segítségével a Szentendrei-sziget példáján Kármán Krisztina 1 2 - Fórizs István 2 -.Szabó Csaba 1 - Deák József 3 'Litoszféra Fluidum Kutató Labor, Kőzettani és Geokémiai Tsz., ELTE-TTK, 1117. udapest, Pázmány P. stnv. 1/C 2MTA Geokémia Kutatóintézet, 1112. Budapest, Budaörsi út 45. 3GWIS Kft., 2120. Budakeszi, Alkotmány u. 45. Kivonat: A tanulmány célja az alapvető fizikai paraméterek és vízkémiai komponensek vizsgálatán túl egy új módszer, az oxigénizotópos összetétel változásának alkalmazása a Szentendrei-sziget parti szűrésű rendszerében. Egy késő őszi - kora téli időszakot mintáztunk. A várhatóan nem túl változatos oxigénizotópos összetételt terveztük a szakirodalom szerint eddig nem alkalmazott napi vízmintavételezéssel ellensúlyozni. Vizsgálatunkkal bizonyítottuk, hogy a szentendrei és a váci Duna-ág kémiailag és oxigénizotóposan azonos összetételű. Az oxigénizotópos eredmények azt igazolták, hogy a Duna-víz és a csáposkút közti már meglévő hidrodinamikai modellnek szivárgásra vonatkozó eredményei helytállók, vagyis az oxigénizotópos módszer alkalmazható a területen. Kulcsszavak: parti szűrés, oxigénizotóp, vízbázis, Szentendrei-sziget. Duna. 1. Bevezetés nemzetközi V-SMOW sztenderdhez viszonyítva, hagyomáMunkánk célja a Szentendrei-szigeten található parti szü- nyos d jelöléssel, ezrelékben adjuk meg az alábbi képlet résű vízbázis jobb megismerése. Ehhez először a szent- szerint (McKinney et al., 1950): endrei Duna-ág és a váci Duna-ág hasonlóságát vizsgáltuk, mert ha a két meder által szállított víz összetétele eltérő, az a vizsgálatok összetettebb megközelítését igényli. A két Duna-ágból történő mintavételezéssel párhuzamosan egy víztermelő törpe csáposkút mintázása is megkezdődött. Ez a kút vízutánpótlódásának nagy részét a váci Duna-ágból kapja. A fizikai paraméterek és vízkémiai komponensek mellett oxigénizotópos vizsgálatra is sor került. Ez utóbbi módszer parti szűrésű vízbázisoknál való használhatóságát Maloszewski és munkatársai (1990) dolgozták ki egy délnyugat-németországi vízbázis segítségével. Fórizs és munkatársai (2005) és Fórizs (2008) a Csepel-szigeten végzett kutatásaik alapján a területre jellemző általános beszivárgási modellt írtak le (1. ábra). Ennek segítségével egy csepel-szigeti víztermelő kútra a kútból kéthetenkénti, a Dunából változó sűrűségű (napi 1, heti 3 vagy havi 1) vízminta-vételezéssel a Duna víz elérési idejét tudták megbecsülni. Célunk e modell próbája volt a Szentendreiszigeten egy őszi, igen sűrű vízmintavételezéssel. kút 8 1 SQ (-9,5%o) S l aO (-11,0°/oo) 8 0 = beszivárgó csapadékvíz háttérvíz vízadó (kavics és homok) 1. ábra Parti szűrésű rendszerben egy adott kút vizének utánpótlódási lehetőségeit szemléltető vázlat az egyes potenciális források (aktuális Duna-víz, illetve háttérvíz a beszivárgó csapadékvízből és a korábban beszivárgott Dunavízből) viszonylagos ő' sO értékeinek feltüntetésével (Fórizs, 2008) 3. Mintavételezés A váci Duna-ágból és a Kisoroszi-2 (K-2) víztermelő csáposkútból 2008. 10. 29-től 2008. 12. 21-ig napi vízmintát vettünk oxigénizotópos összetétel meghatározására. A napi vízmintavételek során a helyszínen vezetőképességet és hőmérsékletet határoztunk meg. Heti egy alkalommal a szentendrei Duna-ágban is végeztünk vízmintavételt. A váci és a szentendrei Duna-ágból, illetve a K-2 víztermelő csáposkútból hat-hat alkalommal kémiai elemzésre is vettünk mintát. A mintavételi időpontokat a 2. táblázat tartalmazza. 2. Alkalmazott módszerek Az oxigénizotópos összetétel meghatározását az MTA Geokémiai Kutatóintézetének Stabilizotóp Laboratóriumában végeztük. A mérések Finnigan delta plus XP vivőgázas tömegspektrométerrel történtek. A mért izotóp-arányt a A mérési adat bizonytalansága ±0,1 %o. A kémiai komponensek és a fizikai paraméterek mérése a Fővárosi Vízmüvek Zrt. Vízminőségi és Környezetvédelmi Osztályának akkreditált laboratóriumában történtek. A vonatkozó szabványok szerint 20 kémiai komponenst és fizikai paramétert határoztak meg (fajlagos elektromos vezetőképesség, kémiai oxigén igény, Cl", NO/, N0 2\ NH 4 f, UV abszorpció, S0 4 2", pH, P0 4 3", F, Ca 2 +, K\ Fe öss z, Mn öss z, Mg" , Na', zavarosság, össz szerves szén, UV abszorpció). 4. Eredmények és tárgyalásuk A két Duna-ág és a K-2 kút stabil oxigénizotópos összetételét (8 l sO), valamint a hőmérsékletet és a fajlagos elektromos vezetőképességet az /. táblázat, a vegyelemzési adatokat a 2. táblázat tartalmazza. 4.1 A váci és a szentendrei Duna-ág összehasonlítása A váci és a szentendrei Duna-ág jó egyezést mutatott a vezetőképesség (2. ábra) és a hőmérséklet (3. ábra) esetében is, a mérési hibahatáron belül azonosak az értékek. Mindezek után a stabilizotópos összetételekben is várható volt a két Duna-ág teljes azonossága. Az átlagos S'^O érték mindkét ág esetében -10,35%o, ami rendkívül jó egyezés. A két Duna-ágon egyhetes időközökkel, összesen 7 alkalommal történt egyidejű mintázás. Ezek a kémiai adatok szintén a két ág azonos jellegét mutatják (2. táblázat), ami arra utal, hogy miután a Duna a Szentendrei-sziget északi csúcsánál két ágra szakad, a mintázási pontokig nem kapott egyik ág sem olyan mértékű víztöbbletet vagy szennyezést a mintázás ideje alatt, aminek a hatása mérhető lenne. A szentendrei Duna-ágban a vízmintavétel a sziget csúcsától folyásirányban 6 km-re, a váci Duna-ágban 7,5 km-re történt. 460 — váci Duna-ág • szentendrei Duna-ág ÍSS'SSSSSS ö o' — - — — — » «—' »»' »»' »»' i--' c\j c\J c\j <V oj c\j c\j c\j <V <V cd od od od od od od od ad od od ad od oo od od od od od od ad od od ad od od od 888888888888888888888888888 ív (v'V fV'v'v <v (V íV íV fV tVfV'V'V'V<VtV'V rv<\<\/<V fV t\ fV fV Dátum 2. ábra A váci Duna-ág és a szentendrei Duna-ág vezetőképességének változása 2008. 10. 29 és 12. 21 között
