Hidrológiai Közlöny 1973 (53. évfolyam)

12. szám - Bulkai János–Licskó István–Szépkuti Lajosné: Hidrometeorológiai viszonyok hatása a lebegő anyagok Zéta-potenciáljára

Bulkai L., Licskó I., Szépkuti L.-né: Hidrometeorológiai viszonyok Hidrológiai Közlöny 1973. 12. sz. 559 a) A Duna vizében található kolloid szemcsék természétes állapotban negatív töltésűek. b) Egy mintán belül szinte minden egyes részecskének más és más a Zéta-poteneiálja. Ez azt jelenti, hogy egy adott hidrometeorológiai állapot nem jellemezhető egyértelműen egyetlen Zétapotenciál értékkel. Ab) pontban említett tapasztalatunk a következőkkel értelmezhető. Az egyes részecskék körül kialakult ún. „mikrokörnyezetek" nem egyformák. Ez függ a részecske felületi viszonyaitól, a közvetlen környezetében található ionok menvnyiségétől és minőségétől. A vizsgált víz ugyanakkor viszont makroszkopikus jellemzőit tekintve (szín, átlátszóság, hőmérséklet, vezetőképesség, sűrűség, kolloid-koncentráció) homogénnek mondható. Az egyes „mikrokörnyezetek" között fennálló különbség okozza tehát, hogv a makroszkopikusan homogén felszíni vízben egymástól lényegesen eltérő Zéta-potenciálú részecskéket figyelhetünk meg. A „mikrokörnyezetek" hatását csak úgy tudjuk figyelembe venni, hogy az egyes részecskék mért Zéta-potenciál értékét mint valószínűségi változót tekintjük és meghatározzuk ennek eloszlását a rendelkezésre álló eredmények felhasználásával. Az eddig elmondottak alapján megkíséreljük, hogy a Duna vizében található kolloid szemcséknek egy adott hidrometeorológiai állapothoz tartozó elektrosztatikus töltésviszonyait a mért Zétapotenciál értékek eloszlásával jellemezzük. A mérési adatok feldolgozását a Számítástechnikai Koordinációs intézet Siemens 4004 típusú számítógépe segítségével hajtottuk végre. A számítások elvégzésére 1 50 utasításból álló FORTRAN programot írtunk. A program a következő utasításokat tartalmazza: — az egyes minták elemeinek meghatározása (1) alapján és azok adott osztályba sorolása. A „minta" kifejezést a továbbiakban statisztikai értelemben használjuk és ez ebben az esetben a Dunából egy-egy adott alkalommal kivett vízben megfigyelt kolloid szemcsék Zéta-potenciál értékeinek összességét jelenti. A minta elemei az egyes részecskék mórt Zótapotenciáljai. — empirikus sűrűség és eloszlásfüggvény előállítása — a közelíteni kívánt eloszlásfüggvények — az N(m, a) normál és a F (a'

0, /, k) háromparaméteres gamma eloszlások — (m, a) ós (x

0, A, k) paraméter — vektorainak pontbecslése momentum-módszerrel. — a minta elemeinek függetlenség vizsgálata Wald ós Wolfowitz tótele alapján. — a minta elemeinek egyöntetűség vizsgálata a Kolmogorov—Szmirnov-próba alapján. A következőkben ismertetjük az egyes minták középértékeinek és a hidrometeorológiai jellemzőknek együttes vizsgálatát, majd a kapott összefüggéseket a Zéta-potenciál értékek eloszlásának figyelembevételével tovább finomítjuk. V. A mérési eredmények ismertetése a) A hidrometeorológiai jellemzők és a lebegőanyagok napi átlagos Zéta-potenciál értékeinek összehasonlítása A Zéta-potenciál mellett rendelkezésünkre állnak a napi vízállás és vízhőmérséklet adatok, a víz vezetőképessége és lebegőanyag tartalma, valamint az egy literben található algák száma. Egyéves mérési sorozatunkban nem találtunk összefüggést a Duna vizének lebegőanyag tartalma és a Zéta-potenciál között. Ugyanezt állapítottuk meg a vezetőképességről is. A 3. ábra ordinátáján sorrendben a Zéta-potenciált, a vízhőmérsékletet, a vízállást és az algaszámot tüntettük fel. Az abszcisszán az időpontok találhatók, de csak azok a napok, amelyeken töltésmérések folytak. Az ábra alapján korlátozott érvényességű kapcsolatot állapítottunk meg az egységnyi térfogatban mérhető algák számának változása és a Zéta-potenciál között. Ha az algaszám hirtelen többszörösre növekszik, vagy értéke tartósan nagy szám (1970 július első hete, október közepe, 1971 május, június első hete), a megfigyelt kolloid szemcsék napi átlagos Zéta-potenciálja a kisebb értékek felé tolódik el. Miután a Duna vizében megfigyelt kolloid szemcsék természetes állapotukban mind negatív töltésűek, a „kisebb értékek felé való eltolódás" esetünkben azt jelenti, hogy kisebb abszolút értékű lesz a Zétapotenciált kifejező szám. Tartósan alacsony algaszám (téli időszak), valamint az algaszám hirtelen csökkenése az előző napokhoz képest (1970 július második hete, 1971 május vége, június közepe) ellenkező irányú változást eredményezett. Korlátozott, de az előbbinél általánosabb érvényű kapcsolatot találtunk a vízállás és a Zéta-potenciál között. A 3. ábrán megfigyelhető, hogy az árhullámok megjelenése majdnem minden esetben Zéta-potenciál növekedést eredményezett. Apadáskor a napi át lagos értékek — az előző napokhoz képest — lényegesen eltolódtak zérus felé (1970. te,»' 10 600 1970. VI. W-M IX IV. V VI. 3. ábra. Zéta-potenciál, hőmérséklet, vízállás és algaszám görbék Fig. 3. Zeta potential, temperature-, stage- anil alga could curves