Vízügyi Közlemények, 1985 (67. évfolyam)

1. füzet - Somlyódy László-Licskó István-Fehér János-Csányi Béla: A Sajó kadmiumszennyezettségének vizsgálata

A Sajó kadmiumszennyezettségének vizsgálata 15 Az ülepedés következtében a részecskék a fenéküledékbe kerülhetnek, következésképpen a transzportfolyamatok - az oldott szennyezőkkel szemben - csak a víztest és a fenéküledék együttes vizsgálatán keresztül írható le (Sayre 1969, Somlyódy 1978/4). Kölcsönhatásukat azonban az ülepedés önmagában nem jellemzi, hiszen nem biztos, hogy a fenékre érkezett részecske ott is marad, tehát a peremfeltételt is értelmezni kell. A részecske viselkedésétől függően jöhet létre kiülepedés, vagy felkeveredés. A lebegtetett hordalék mozgásának tanulmányozásánál általában egyensúlyi viszonyokat feltételeznek, kiülepedés és felkeveredés nem következik be, vagy kiegyenlítik egymást és azzal számolnak, hogy a hordalékutánpótlás folyamatos. Jelen problémánál egyik feltevéssel sem élhetünk, hiszen az utánpótlást a szennyezőforrás határozza meg és a tapasztalatok szerint a kölcsönhatás a fenéknél a legtöbbször nem egyensúlyi jellegű (Bogárdi 1971, Graf 1971). Leegyszerűsítve az mondható, hogy a fenéknél mérhető csúsztató feszültség vagy turbulens kinetikus energia bizonyos határértéke alatt kiülepedés, felette pedig felkeveredés jön létre (Krishnappan 1976, Somlyódy 1980). A kiülepedés hatása értelemszerűen a szennyezőforrás közelében mutatkozik legerősebben: az üledék szennyezőanyag-tartalma a forrástól távolodva általában rohamosan csökken. Több szennyező forrás esetén az egyes bevezetések hatásai összeadódnak, ilymódon például folyóknál, csökkenő szennyezettségü szakaszok követhetik egymást. Ezt a jelleget a Sajó (Literáthy-László 1978), Ottawa (Ottawa River Project 1977) vagy a Schnylkill folyókon (Griffith-Austin 1973) különböző fémszennyezőkre végzett vizsgálatok is igazolják. Folyók esetén a hosszirányú és időbeli változások mellett jelentős eltérések mutatkoznak keresztirányban is: az üledék szennyezettsége értelemszerűen követi a vízbeli csóva alakját. További változás az ülepedés struktúrájából adódik. A kiülepedett anyag mennyisége valamely adott ülepedési sebesség mellett annál nagyobb, minél kisebb a sebesség és a vízmélység. Ennek következtében, továbbá figyelembe véve, hogy a lebegésben tartást meghatározó energiatartalom a vízfolyás középső sávjában (sodorvonal közelében) mindig nagyobb a parti sávokban lényegesen intenzívebb feldúsulás várható a fenéküledékben. Ezt mind a Saddle folyón végzett mérések ( Wilber-HutUer 1977), mind a Duna főváros feletti szakaszán nyert tapasztalatok igazolják ( VITUKI 1976). Az ülepedési folyamat lényegesen eltérően játszódhat le a kohézív anyagok (például agyag) esetén (Käser 1980). Ekkor a részecskék összetapadása eredményeként különböző rendű aggregátumok keletkezhetnek. A részecskeméret- és ülepedési sebesség eredeti eloszlásai folyamatosan módosulnak, maga az ülepedési sebesség pedig koncentrációfüggővé válik. A koncentráció változása a kezdeti értéktől és a fenékcsúsztató feszültségtől függően meghatározott egyensúlyi koncentrációhoz tart (a magasabbrendű, laza aggregátumok ugyanis a fenék közelében széthasadnak és nem ülepszenek ki). A kiülepedett anyag konszolidálódik és nagy szilárdságú burkot alkot, ennek megfelelően a felkeveredés másképpen játszódik le, mint nem kohézív anyagoknál (többek között a víz és a részecskék kémiai jellemzői is fontos szerepet játszanak). Az oldott szennyezőknél, domináns forrás közelében a hígulás eredményeként a koncentráció a vízhozam függvényében monoton csökken, a szilárd állapotú anyagok esetén a felkeveredés lényeges módosulást idézhet elő. Ennek mértéke olyan nagy lehet, hogy a hígulás hatását teljesen kompenzálhatja, azaz az oldott szennyezőkkel szemben a c(Q) függvény emelkedő ággal is rendelkezhet (amely felszíni bemosódás esetén még kihangsúlyozottabbá válik). Ezt a viselkedésbeli különbséget jól szemléltetik a Saar folyón végzett vizsgálatok (Meisch-Reinle-Bieling 1978) során a különböző fémszennyezőre nyert eredmények.