Hidrológiai tájékoztató, 1975

Hegyessy László: Az ásvány-gyógyvizek kémiai összetételváltozásait befolyásoló technikai tényezők

Az ásvány-gyógyvizek kémiai összetételváltozásait befolyásoló technikai tényezők* HEGYESSY LÁSZLÓ Országos Közegészségügyi Intézet Tekintettel arra, hogy hazai ásvány-gyógyvizeink túlnyomó többsége hévíz, az a meghatározás pedig, hogy hévíz, önmagában is gyógyvíz kategóriát jelez, a továbbiakban elsősorban hévizek minőségét befolyásoló néhány technikai tényező ismertetése látszik időszerűnek. Azok a gyakorlatban is többnyire lejátszódó folyamatok, amelyek befolyásolhatják a hévíz minőségét, amíg az a víztároló' rétegből eljut a felhasználás helyéig, röviden összefoglalva a következők: a nyomás változása, a hőmérséklet változása, a hévíz levegőzése, oldott gáztartalmának megváltozása, különböző vizek keveredése, a hévíz és a szerkezeti anyagok egymásra hatása. A nyomásváltozás befolyása a víz minőségére Köztudott, hogy hévizeink túlnyomó többségét felszökő vizű mélyfúrású kutak szolgáltatják. A hévizek túlnyomása a kútfejnél általában 0,1—10 atmoszféra nagyságrendű, amely azután az üzemeltetés módjától függően a felhasználás helyéig többnyire atmoszférikus nyomásra csökken. Ugyanakkor, ha egy felszökő vizű kút például 1000 m mélyen elhelyezkedő víztároló rétegből nyeri a vizét, akkor a rétegnyomás nagysága legalább 100 atmoszféra körül kell legyen, hogy a víz fel tudjon törni a felszínre. A hévizek nyomása tehát nagymértékben csökken az eredeti nyomáshoz képest, míg a víz a felhasználás helyére jut, s ez a nyomáscsökkenés zömmel magában a kútban játszódik le, kisebbrészt pedig a víz további útja során. Ebből következik, hogy azoknak a fizikai és kémiai folyamatoknak a lejátszódása, amelyet a nyomáscsökkenés maga után von, nagvrészt már a kútcsőben megindulhat. A nyomáscsökkenés elsődlegesen a hévíz oldott gáztartalmának csökkenését, annak gáz halmazállapotban való kiválását eredményezi. A hévizeinkben előforduló oldott gázok közül — eltekintve a radioaktív vizektől — két biológiailag aktív gáz képvisel értéket: a szabadszénsav (széndioxid) és a kénes vizekben a szulfidionok mellett jelenlevő kénhidrogén. Ezek koncentráció csökkenése szénsavas vagy kénes gyógyvizek esetében a hévíz gyógyászati értéke szempontjából közvetlen veszteséget okoz. A szabad szénsav-tartalom csökkenése azonban közvetve is befolyásolhatja a víz kémiai összetételét, főként a kalcium- és magnézium-hidrogénkarbonátos fő-, illetve alcsoportokba tartozó ásványvizekét, ezen alkotók koncentrációjának csökkenése révén. A természetes vizekben ugyanis szoros összefüggés áll fenn a víz szabad szénsav és kalcium-hidrogénkarbonát — és ehhez hasonlóan magnéaium-bidrogénkarbonát — tartalma között, mert a kalcium-hidrogénkarbonát oldatban tartásához bizonyos mennyiségű szabad szénsav szükséges, amelyet tartozékos, vagy egyensúlyi szénsavnak nevezünk. Ha a víz éppen az egyensúlyi szénsavnak megfelelő mennyiségű szabad szénsavat tartalmaz, akkor mész-szénsav egyensúlyban van. Ha viszont a víz szabad szénsavtartalma kevesebb, mint amennyi a mész-szénsav egyensúlynak megfelel, akkor a vízből kalciumkarbonát (vízkő) válik ki mindaddig, amíg a kalciumhidrogénkarbonát koncentrációja anynyira lecsökken, hogy a jelenlevő szabad szénsavval egyensúlyba kerül. Ez következhet be akkor is, ha a víz eredetileg a tároló rétegben, az ott uralkodó körülmények között az egyensúlyi szénsavnak megfelelő menynyiségű, vagy akár annál több szénsavat tartalmazott, de a víz a nyomáscsökkenés miatt oldott szénsav-tartalmának egy részét elveszíti. Az említett kémiai folyama* Előadásként elhangzott az MHT Balneotechnikai Szakosztályának 1975. február 20-i előadóülésén. tok azonban nem pillanatszerűen játszódnak le, hanem a mész-szénsav egyensúly megbomlásához képest késleltetve. Gyakorlati tapasztalatok utalnak arra, hogy magának a mész-szénsav egyensúlynak is függenie kell a nyomástól, mégpedig oly módon, hogy az egyensúlyi szénsav a nyomás növekedésével csökken. Ezen összefüggés mértékére nem állnak rendelkezésünkre megfelelő, számszerű adatok. Annyi azonban kétségtelennek látszik, hogy a nyomás csökkenése a vízkő kiválását és ezzel együtt a víz kalcium- és magnéziumhidrogénkarbonát tartalmának csökkenését elősegíti. Ezek a tapasztalatok olyan hévízkutak üzemeltetésénél, amelyeknek megfelelően nagy a vízhozama és a kútfej nyomása, jól hasznosíthatók a vízminőség megóvása, illetve a vízkövesedés hátráltatása, lassítása érdekében olv módon, hogy a nyomást — lehetőleg a felhasználás helyéig — nem engedik bizonyos szint alá csökkenni. A hévíz kutakban általában a nyomáscsökkenés befolyásolja a legnagyobb mértékben a mész-szénsavas egyensúly megbomlását. Vasra agresszív vizek esetében a kisebb szénsavveszteség, valamint az ennek következtében kialakuló vízkőképződésre való enyhe hajlam határozott előnyt jelent, mert egyrészt maga után vonja a víz pH-jának emelkedését és ezáltal vassal szembeni agresszivitásának mérséklődését, másrészről pedig a vasfelületekre rakódó vékony vízkő védőréteget képez, amely megakadályozza a korróziót és egyszersmind a víz elvasasodását is. Jelentősebb azonban — sajnálatos módon — az olyan hévízkutak száma, amelyeknél az említett folyamat olyan intenzív, hogy éppen az erős vízkőképződés nehezíti meg a hévíz gazdaságos hasznosítását. Példaként említhető a mezőkövesdi Zsóry fürdő I. sz. hévízkútja, amelynek béléscsövében egy hét alatt kb. 250 kg vízkő rakódik le és a vízkőréteg vastagsága a kútfejnél ezalatt a 8—10 mm-t is eléri. Ezért a kutat hetente kell vízkőteleníteni. A kútfejnél kifolyó víz minőségében azonban az ilyen, viszonylag intenzív vízkőkiválás sem von maga után jelentős változást, mert az említett esetben a hidrogénkarbonát-ionoknak csupán mintegy 3—3,5%-a válik ki a vízből karbonát formájában, a koncentráció csökkenés tehát csekély. Az elmondottakból az szűrhető le, hogy általában több szempontból is hátrányos, ha a hévíz nyomása túlságosan lecsökken, amíg a víz a felszínre ér. A nyomáscsökkenés egyedül az éghető és robbanásveszélyes gázokat tartalmazó hévizek esetében nem tekinthető egyértelműen hátrányosnak, mert ezeket mindenképpen gáztalanítani kell. Ez pedig nagyobb nyomáson nem végezhető el jó hatásfokkal. A hőmérsékletváltozás befolyása a víz minőségére A hévizek hőmérséklete a talphőmérséklethez (eredeti, tárolórétegbeli hőmérsékletéhez) képest a felszínre jutásig, azaz magában a kútban általában csak kisebb mértékben csökken. Nagyobb hőmérsékletváltozás a hévíz további felhasználási módjától függően következhet be. A hévizek nagyobb — a hazai elbírálás szerint 25 C°ot meghaladó — hőmérsékletük alapján — még ha oldott sókban és gázokban szegények is — az ásvány- és gyógyvizek csoportjába sorolhatók. A hévizek hőtartalma tehát a hőenergia egyéb hasznosíthatóságán túl balneológiai szempontból is értéket képvisel. A hőmérséklet csökkenése a vizek szilárd anyagokkal szembeni oldóképességét csökkenti, gázoldó-képességét pedig növeli. A hévizek legtöbb kémiai összetevőjének esetleges változásában azonban ennek a gyakorlatban nincs jelentős szerepe. A hőmérséklet változása gyakorlatilag egyedül a mész-szénsav egyensúlyra gyakorolt befolyása révén játszhat jelentősebb szerepet a hévizek kémiai összetevőinek változásaiban. 28