Környezetföldtani adatok együttes értékelésének jelentősége felszín alatti károkkal kapcsolatos döntéshozatalban

Átírás

1 Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi Kar Környezettudományi Centrum Környezetföldtani adatok együttes értékelésének jelentősége felszín alatti károkkal kapcsolatos döntéshozatalban TDK dolgozat Készítette Máthé Ágnes Réka Környezettudomány mesterszakos hallgató Témavezetők Kovács József adjunktus Kőhler Artúr megbízott előadó BUDAPEST 2014

2 Tartalomjegyzék 1. Bevezetés, célkitűzések Felszín alatti környezeti károk viselkedését befolyásoló tényezők (Fate & Transport) A szennyezettség transzportját elősegítő tényezők Advektív transzport Diffúzív transzport A szennyezettség transzportját gátló tényezők Megkötődés (szorpció) Degradáció Egyensúly kialakulása Feltárt szennyezettség ismertetése Területhasználat, szennyezettség tényének ismertté válása Szennyező anyag Szennyezettséggel érintett terület földtani felépítése A szennyezettséggel érintett területen a felszín alatti vízrezsim viszonyai Feltárt szennyezettség Fate&Transport értékelése A feltárt szennyezettséggel kapcsolatban hozott döntés Az elvégzett monitoring ismertetése Hidraulika Szennyezettség A szennyezettség mértékének változásai az egyes megfigyelési pontokon A szennyezettség összetételének változásai A szennyezettség területi változásai Konklúzió Összefoglalás Köszönetnyilvánítás Irodalomjegyzék

3 1. Bevezetés, célkitűzések Emberi tevékenységek következményeképpen megtörténik, hogy vegyi anyagok jutnak a környezetbe, ezen belül gyakran a felszín alatti térrészbe. A felszín alatti térrész, a földtani közeg, és különösen a felszín alatti víz sajátságos tulajdonságokkal rendelkező közeg. A felszín alatti vizek természetes hidrogeokémiai rendszere összetett és dinamikus rendszer, amely természetes módon is változik időben és térben. A felszín alatti víz szennyezettségét okozó komponensek tekinthetőek a felszín alatti régió természetes hidrogeokémiai állapotára szuperponálódó anomáliának. A felszín alatti vízbe jutó szennyező anyagok viselkedése a felszín alatti rendszer természetes viselkedésének és a szennyező anyaggal való kölcsönhatásának együttes eredménye, ezért a felszín alatti vízben kialakult szennyező csóvák sajátos viselkedésű, időben és térben dinamikus rendszerek. Dolgozatom célja, hogy egy általam ismert káresemény példáján keresztül bemutassam, milyen tényezők befolyásolják a felszín alatti károkkal kapcsolatos döntéshozatalt, majd a jelenleg is folyó monitoring adatok figyelembevételével ellenőrizzem a döntés helyességét, ezzel alátámasztva a felszín alatti térrész komplex ismeretének fontosságát. A mintavételezést az FTR 2000 Kft. végezte, melyben 2012 decembere óta veszek részt. A laboratóriumi eredményeket a Wessling Hungary Kft. mérései alapján az FTR 2000 Kft. a megbízó engedélyével bocsátotta rendelkezésemre, melyek alapján a koncentráció térképeket és diagramokat szerkesztettem. 2. Felszín alatti környezeti károk viselkedését befolyásoló tényezők (Fate & Transport) A felszín alatti környezeti károk két környezeti elemet érintenek: a földtani közeget (talaj, altalaj) valamint a felszín alatti vizet. A földtani közeg szennyezettsége általában a forrásterületre jellemző, a felszín alatti környezeti kárt okozó vegyi anyagok a szennyezés helyétől a felszín alatti vízben lejátszódó oldott fázisú transzporttal képesek érdemben eltávolodni. Felszín alatti környezeti károk esetében tehát a felszín alatti víz szennyezettsége, illetve a szennyezőanyagok oldott fázisú transzportja az a tényező, amely meghatározó a szennyezettség viselkedése szempontjából. 2

4 Az oldott fázisú transzport során több tényező együttes hatása határozza meg azt, hogy a szennyezettség a forrásterülettől milyen távolra képes eljutni. Ezek között a tényezők közt vannak, amelyek a transzportot elősegítik, és vannak, amelyek gátolják (Nyer, E.K, Gearheart, M. J, 1997) A szennyezettség transzportját elősegítő tényezők Advektív transzport Az advektív transzport során a szennyező anyag egységei (atomjai, molekulái) a felszín alatti vízben oldva, azzal együtt mozognak (DOMENICO, SCHWARTZ, 1990). Az advektív transzport számítható a felszín alatti víz áramlását leíró összefüggéssel. Felszín alatti víz esetében az advektív transzport a közeg szilárd összetevői közti pórusokban játszódik le, ennek következtében az advektív transzporttal egyidejűleg áramlás- és oldalirányú diszperzió (hidrodinamikus diszperzió) is történik (1. ábra). 1. ábra Hidrodinamikus diszperzió Az advektív transzportot tehát a felszín alatti víz áramlása (iránya, mértéke) határozza meg. A felszín alatti víz áramlását pedig a közeg tulajdonságai (szivárgási tényező, porozitás) és a hidraulikai potenciál különbségek (gradiens) határozzák meg. 3

5 2. ábra Darcy törvénye ahol Vx= áramlás sebessége K= szivárgási tényező dh/dl= gradiens n e = effektív porozitása Diffúzív transzport A diffúzív transzport a szennyezettség forrása és a szennyezettséggel nem érintett térrész közti koncentráció-különbség miatt jön létre. A diffúzív transzportot a közeg tulajdonságain kívül meghatározza még a szennyező anyagra jellemző diffúziós együttható. 3. ábra Diffúzió A diffúzió leírását az egydimenziós diffúziós egyenlettel lehet a legjobban szemléltetni, ezt kell alkalmazni három dimenzióban, porózus közegben, illetve időben változó koncentrációk mellett. 4. ábra Egydimenziós diffúziós egyenlet, ahol D= diffúziós együttható, C= koncentráció, t= idő, x= a diffúziót hajtó koncentrációkülönbséggel rendelkező pontok távolsága 4

6 2.2. A szennyezettség transzportját gátló tényezők Megkötődés (szorpció) A szennyezettség a telített zónában (ahol az oldott fázisú transzport zajlik) két fázis közt oszlik meg: a szemcsevázhoz kötött és a felszín alatti vízben oldott fázisok közt. A két fázis közti megoszlás egyensúlyi folyamat, amelyet a közegre és a szennyező anyagra jellemző megoszlási hányados (K d ) határoz meg. Az oldott fázisban haladó szennyezettség előrehaladása közben folyton olyan térrészhez ér, ahol a szemcsevázhoz még nem kötődött szennyező anyag, azaz a megoszlási hányadosnak megfelelően az oldott fázisból szennyező anyag kötődik meg a szemcsevázon, ezáltal csökken a mozgó szennyező anyag mennyisége, végeredményben pedig lassul a szennyezettség transzportja. A megkötődés többféle fizikai folyamat eredménye lehet (adszorpció, abszorpció, kemiszorpció stb.). A megkötődés a környezeti elembe kikerült szennyező anyag mennyiségét relatív módon csökkenti (CANTRELL et al., 2002). K d = C s /C gw ahol K d = megoszlási hányados C s = szorbeált szennyezőanyag koncentráció C gw = oldott szennyezőanyag koncentráció (NÉMETH, 2003). K d értéke a talajszemcséken kötött illetve az oldott szennyezőanyag koncentrációjának aránya. Azonban ez nem egy konstans érték, sok tényező befolyásolhatja, úgy, mint a közeg szemcséinek összetétele, mérete és felülete, a talajvíz összetétele, nyomás, hőmérséklet, ph, és maga a szennyezőanyag koncentrációja is hatással van az értékére. Ez az érték a talaj szerves anyag tartalmának koncentrációjával (f oc ) növekszik. A nem ionos, apoláris szerves vegyi anyagok a szerves anyaghoz való kötődési arányát egyensúlyi folyamat írja le. K d = K oc f oc ahol 5

7 K oc a szerves szén megoszlási hányados, amely a szerves szénhez kötődő szennyezőanyag arányát adja meg, f oc a szerves anyaghoz való kötődés aránya (NÉMETH, 2003). Tehát, ha ismert a közeg szerves anyag tartalma és ismert, hogy a szennyező milyen arányban kötődik a szerves szénhez, akkor számolható, hogy milyen mennyiségű szerves anyag kötődött meg a közegben Degradáció A szennyező anyagok egy része (a szerves szennyező anyagok nagy része) oldott fázisban átalakulásra képes. Átalakulásuk során végeredményben ártalmatlan anyagokká válnak, azaz a degradációs folyamatok a környezeti elembe kikerült szennyező anyag mennyiségét abszolút értelemben csökkentik. A degradáció gyakran mikrobiológiai közreműködéssel történik. A mikrobiológiai közreműködés sokféle lehet, nagyban függ a szennyező anyag féleségétől. Közönséges szénhidrogén származékok aerob körülmények közt mikrobiális közreműködéssel gyorsan bomlanak (DAVIS et al, 1994). Anaerob körülményeket igényel a halogénezett szénhidrogének szekvenciális dehalogenizációja (FIELD és SIERRA-ALVAREZ, 2004). A felszín alatti víz geokémiai jellege befolyásolja a biodegradációs folyamatokat azáltal, hogy a benne oldott anyagokat (oxigén, nitrát, vas, mangán, szulfát, széndioxid) a mikrobák a bontáshoz felhasználják. A mikrobiális folyamatok tehát lokálisan megváltoztatják a felszín alatti víz természetes ionösszetételét is, azaz a megváltozott ionösszetétel utalhat működő biodegradációra, különösen, ha a megváltozott koncentráció-mintázat és a szennyezettség területi eloszlása közt összefüggés mutatkozik (NEVIN et al., 1998). 6

8 Egyensúly kialakulása A felszín alatti vízben kialakult környezeti kárnak (oldott fázisú szennyező csóva) életszakaszai vannak (NEWELL és CONNOR, 1998). A szennyező csóva az a térrész, amelyen belül a szennyező anyag koncentrációja egy bizonyos koncentrációt (Magyarországon a 6/2009 KvVM-EüM-FVM (IV.14) együttes rendelet B szennyezettségi határérték) meghalad. A csóvát egy izokoncentrációs felület határolja, térképen ennek a felszíni vetülete ábrázolható. A felszín alatti környezeti károk kialakulásuk után egy rövid időszakban (általában 1-2 év) kiterjedésben és koncentrációkban növekvő jelleget mutatnak, ezt követően hosszabb (akár több évtizedes) stagnálási szakasz következik, amikor a felszín alatti kár környezetével dinamikus egyensúlyban van. Végezetül a szennyezettség spontán csökkenni kezd mind kiterjedését, mind koncentrációit tekintve, és elegendő idő elteltével, amennyiben a szennyezőforrást felszámolták, megszűnik. Ezt szemlélteti az 5. ábra a BTEX (benzol, toluol, etilbenzol, xilolok) csóva elméleti ciklusával (NEWELL és CONNOR, 1998 alapján). Az időtávot a szennyező anyag jellege határozza meg elsősorban, vannak perzisztens és kevésbé perzisztens szennyező anyagok, illetve az érintett felszín alatti térrész tulajdonságai meghatározzák, hogy az adott szennyező anyag az adott körülmények közt mennyire perzisztens. 5. ábra BTEX csóva elméleti ciklusa A szennyezettség akkor kerül környezetével egyensúlyba, ha a terjedését lehetővé tévő valamint a terjedését gátló folyamatok hatásai kiegyenlítik egymást. Ebben az állapotban a szennyező csóva területéről (térrészéből) szennyező anyag egységek (atomok, molekulák) távoznak ugyan, de a szennyezet térrészen kívül koncentrációjuk már nem éri el a szennyezettségi határértéket. Az egyes szennyező anyag egységek transzportja tehát nem azonos a szennyeződés (szennyező csóva) transzportjával. 7

9 6. ábra Szennyező csóvák életszakaszai I. (kiterjedés alapján) (NEWELL és CONNOR, 1998 alapján) 7. ábra Szennyező csóvák életszakaszai II (átlagos csóvakoncentráció alapján) (NEWELL és CONNOR, 1998 alapján) A fenti két diagram alapján finomítható a csóvák életszakaszaira vonatkozó elméleti megállapítás úgy, hogy a stabil vagy stagnáló szakasz két alszakaszra bontható. A stabil vagy stagnáló szakasz első alszakaszában változatlan csóvakiterjedés mellett stagnáló 8

10 koncentrációk, a második alszakaszban stagnáló kiterjedés mellett csökkenő koncentrációk a jellemzőek. 3. Feltárt szennyezettség ismertetése Egy felszámolt üzemanyagtelep területéről a már nem használt tartályokat kiemelték, a tartályok helyén mintavételek történtek, a mintavételek eredménye alapján előírták a tényfeltárást. A tényfeltárás megtörtént, melynek során ismertté váltak a szennyező komponensek, a szennyezettség területi kiterjedése, az érintett terület kisléptékű földtani felépítése és a szennyezettség közvetlen környezetének hidrogeokémiai viszonyai Területhasználat, szennyezettség tényének ismertté válása A vizsgált ingatlanon üzemanyag (elsősorban kerozin) tárolására és kiszolgálására szolgáló létesítmények (13 db földalatti tartály, töltőállások és szivattyúház) voltak. A tulajdonos ezek felszámolása mellett döntött. A földalatti tartályok kiemeléssel történő megszüntetéséhez a Műszaki Biztonsági Hatóság által kiadott engedélyben az engedélyezés során szakhatóságként bevont Környezetvédelmi Természetvédelmi és Vízügyi Felügyelőség kikötésekkel járult hozzá, hogy a tartályok megszüntetését követően a munkagödrökből talaj- és talajvíz-mintavételezések szükségesek. A tartályokat kiemelték, a mintavételeket elvégezték, azok eredményeit a Felügyelőségre benyújtották. Az eredmények a talaj és a felszín alatti víz jelentős, B határértéket meghaladó, szénhidrogén-tartalmát mutatták. A Felügyelőség a benyújtott adatok alapján a tulajdonost részletes tényfeltárásra kötelezte. A részletes tényfeltárás során ismertté váltak a szennyeződés értékeléséhez szükséges információk Szennyező anyag Az előzetesen rendelkezésre álló információk alapján a tényfeltárás során TPH (Total Petroleum Hydrocarbon - kőolajszármazékok), BTEX és PAH (Polycyclic aromatic hydrocarbons - policiklusos aromás szénhidrogének) komponensek vizsgálata történt meg. 9

11 Talajszennyeződés a munkák során 2 ponton (DRF-1 és DRF-M-1) volt észlelhető. Az előzetes információk alapján a szennyező anyag kerozin volt. Ennek ellenőrzésére végeztek a talajmintákon anyagazonosító vizsgálatokat. Mindkét szennyezettséget mutató fúrásból egy-egy mintát vizsgáltak meg. pa FID2 B, (Z:\2\DATA\091216\085B3501.D) SSTD ISTD DRF-1/3,5 2009/K/ SSTD min 8. ábra DRF-1/3,5 (3,5 méterről vett) talajminta kromatogramja 25 22,93 DRF-1/3,5 2009/K/ ,43 19,46 Átlagos szénatomszám: 12,5 Átlagos molekulatömeg: , ,81 % 9,63 5 3,67 3,12 0 0,08 0,04 0,34 1,36 0,46 0,16 0,08 0,01 0,02 0,04 0,05 0,06 0,06 0,06 0,06 0,06 0,08 0,07 0,06 0,05 0,03 0,04 C5-C6 C6-C7 C7-C8 C8-C9 C9-C10 C10-C11 C11-C12 C12-C13 C13-C14 C14-C15 C15-C16 C16-C17 C17-C18 C18-C19 C19-C20 C20-C21 C21-C22 C22-C23 C23-C24 C24-C25 C25-C26 C26-C27 C27-C28 C28-C29 C29-C30 C30-C31 C31-C32 C32-C33 C33-C34 C34-C35 C35-C36 Alifás szénatomszám-eloszlás, forráspont intervallumok a n-alkánokra vonatkoztatva C36-C37 C37-C38 C38-C39 C39-C40 C40-C41 9. ábra DRF-1/3,5 (3,5 méterről vett talajminta) szénatom szám szerinti eloszlása 10

12 pa FID2 B, (Z:\2\DATA\091216\075B2501.D) ISTD SSTD DRF-M-1/4,5 2009/K/ SSTD min 10. ábra DRF-M-1/4,5 (4,5 méterről vett) talajminta kromatogramja 25 23,34 DRF-M-1/4,5 2009/K/ ,13 17,85 Átlagos szénatomszám: 11,1 Átlagos molekulatömeg: , ,14 5 2,46 % 5,65 4,82 0 0,02 0,05 1,14 0,58 0,26 0,17 0,11 0,07 0,08 0,06 0,05 0,05 0,06 0,07 0,08 0,07 0,08 0,07 0,06 0,06 0,05 0,06 0,05 0,04 0,03 0,01 0,01 C5-C6 C6-C7 C7-C8 C8-C9 C9-C10 C10-C11 C11-C12 C12-C13 C13-C14 C14-C15 C15-C16 C16-C17 C17-C18 C18-C19 C19-C20 C20-C21 C21-C22 C22-C23 C23-C24 C24-C25 C25-C26 C26-C27 C27-C28 C28-C29 C29-C30 C30-C31 C31-C32 C32-C33 C33-C34 C34-C35 C35-C36 Alifás szénatomszám-eloszlás, forráspont intervallumok a n-alkánokra vonatkoztatva C36-C37 C37-C38 C38-C39 C39-C40 C40-C ábra DRF-M-1/4,5 (4,5 méterről vett talajminta) szénatom szám szerinti eloszlása A két vizsgált talajminta (DRF-1/3,5, DRF-M-1/4,5) alifás (TPH) összetevőinek eloszlása alapján a szennyező anyag valóban kerozin (THOMAS és DELFINO, 1991). A talajmintákban található szennyező anyagok egymáshoz viszonyított aránya (uralkodóan közepes és magas szénláncú alifás, alárendelten monoaromás és PAH komponensek) is arra utal, hogy a szennyeződést okozó anyag kerozin volt. A két szennyezett pont szennyezettsége közt a kromatogramok alapján azonban van különbség is, a DRF-1 ponton a kromatogram szénhidrogén dombja nem szimmetrikus, hanem a magasabb szénláncú összetevők felé eltolódott. A talajvíz minták szennyezettsége a szennyező anyag összetétele alapján azonos a talajmintákban kimutatott szennyező anyaggal. 11

13 pa 2000 FID1 A, (Y:\2\DATA\100118\029F2901.D) ISTD SSTD DRF /K/ SSTD ábra DRF-1-1 vízminta kromatogramja min DRF /K/ ,62 25,06 Átlagos szénatomszám: 9,0 Átlagos molekulatömeg: ,38 % 15 15, ,16 5 2,74 0 1,00 0,50 0,22 0,11 0,10 0,04 0,03 0,06 0,08 0,11 0,14 0,14 0,13 0,12 0,11 0,09 0,08 0,07 0,07 0,06 0,05 0,03 0,03 C5-C6 C6-C7 C7-C8 C8-C9 C9-C10 C10-C11 C11-C12 C12-C13 C13-C14 C14-C15 C15-C16 C16-C17 C17-C18 C18-C19 C19-C20 C20-C21 C21-C22 C22-C23 C23-C24 C24-C25 C25-C26 C26-C27 C27-C28 C28-C29 C29-C30 C30-C31 C31-C32 C32-C33 C33-C34 C34-C35 C35-C36 Alifás szénatomszám-eloszlás, forráspont intervallumok a n-alkánokra vonatkoztatva C36-C37 C37-C38 C38-C39 C39-C40 C40-C ábra DRF-1-1 vízminta szénatom szám szerinti eloszlása 12

14 pa FID1 A, (Y:\2\DATA\100118\028F2801.D) SSTD ISTD DRF-M /K/ SSTD min 14. ábra DRF-M-1-1 vízminta kromatogramja DRF-M ,15 17,04 16,05 17,24 15, /K/0088 Átlagos szénatomszám: 9,0 Átlagos molekulatömeg: % , , ,41 0,65 0,36 0,23 0,15 0,07 0,03 0,01 0,02 0,04 0,05 0,05 0,05 0,04 0,03 0,03 0,03 0,03 0,02 0,01 C5-C6 C6-C7 C7-C8 C8-C9 C9-C10 C10-C11 C11-C12 C12-C13 C13-C14 C14-C15 C15-C16 C16-C17 C17-C18 C18-C19 C19-C20 C20-C21 C21-C22 C22-C23 C23-C24 C24-C25 C25-C26 C26-C27 C27-C28 C28-C29 C29-C30 C30-C31 C31-C32 C32-C33 C33-C34 C34-C35 C35-C36 Alifás szénatomszám-eloszlás, forráspont intervallumok a n-alkánokra vonatkoztatva C36-C37 C37-C38 C38-C39 C39-C40 C40-C ábra DRF-M-1-1 vízminta szénatom szám szerinti eloszlása 3.3. Szennyezettséggel érintett terület földtani felépítése A szennyezettség feltárásához elvégzett fúrások rétegsora alapján, a területen a felső 9 méter altalaj jellemző rétegsora az alábbi: Vastagság Leírás 0,0-0,6 m feltöltés (kavicsos, homokos, salakos tégla- és betontörmelékes) 1,5-3,5 m: sárga homok-iszapos homok 13

15 0,0-1,5 m: sárga kavicsszórványos homok 3,5-5,7 m: sárga kavics, homokos kavics 1,5 m sárga iszap-agyagos iszap A feltárt rétegsor megfelelt a területre elvileg várt rétegsornak. A szerkesztett földtani szelvény az alábbi ábrán látható. 16. ábra Vízföldtani szelvény 3.4. A szennyezettséggel érintett területen a felszín alatti vízrezsim viszonyai A felszín alatti víz megütött szintje 4,5-4,8 méterrel a terep alatt, kb m mbf (Baltitenger közepes vízszintjéhez viszonyított magasság méterben) szintben volt. A területen kialakított mintavételi pontokon önálló fázisú szénhidrogén nem jelent meg. A mintavételi pontokon mért folyadékpotenciálok közt mért legnagyobb különbség 3 cm 14

16 volt január 13-án. Az áramlási irány nyugatias, nagyon alacsony (1,4 x 10-4 ) gradienssel. 17. ábra A szennyezett terület vízszinttérképe a tényfeltárás idején 3.5. Feltárt szennyezettség Fate&Transport értékelése A talajvíz-szennyeződés esetében a szennyezőforrások felszámolása miatt vizsgálható volt, hogy a szennyező csóva elérte-e egyensúlyi állapotát. A területre jellemző alacsony gradiens és a vízadó réteg magas k tényezője miatt a területen a vizsgálat időpontjában a diffúzív transzport volt a meghatározó. Ennek megfelelően a szennyezett térrész felszíni vetülete nem az áramlás irányában megnyúlt, hanem izometrikus formájú volt, amint azt a TPH szennyezettség horizontális eloszlástérképe mutatja. 15

17 18. ábra Oldott TPH koncentrációk a tényfeltárás idején A szennyezett felszín alatti vizet tározó közeg (kavicsos homok) alapvetően kevéssé alkalmas a szennyezettség megkötésére (szorpciójára). A vizsgált felszín alatti térrész általános vízkémiai paraméterei alapján, a területen megalapozottan feltételezhető, hogy biodegradáció zajlik. 16

18 19. ábra Oldott nitrát- és szulfát, Fe(II)- és mangán(ii) koncentrációk A transzport fő gátló tényezője a területen kimutatott biodegradációs aktivitás. Az adatok alapján a szénhidrogének biodegradációja a mérések idején szulfátredukciós fázisban volt A feltárt szennyezettséggel kapcsolatban hozott döntés Magyarországon a döntéshozatalnak van jogi környezete (219/2004. (VII.21. Kormányrendelet)). A valószínűsített vagy észlelt felszín alatti környezeti kárt fel kell tárni és a feltárás adatai alapján kockázati alapú döntéshozatal történik, a feltárt környezeti kárral kapcsolatos további feladatokról komplex, a szennyező anyagnak a környezeti elemek közötti megoszlására, viselkedésére, terjedésére vonatkozó méréseken, modellszámításokon alapuló (219/2004 (VII.21.) Kormányrendelet 3 4.) értékelés dönt. Az adatok együttes értékelése (a szennyezettség migrációs potenciálja a területen tapasztalható alacsony hidraulikai gradiens és az általános vízkémiai adatok alapján 17

19 kimutatott erős biodegradáció miatt alacsony (NEVIN et al., 1998)) alapján döntés született arról, hogy aktív beavatkozás nem indokolt, a szennyeződés természetes csökkenésének monitoringjára született javaslat, annak ellenére, hogy a szennyezettséggel érintett vízadó magas szivárgási tényezője, potenciálisan jelentős transzportot (migrációt) tenne lehetővé. 4. Az elvégzett monitoring ismertetése A jelenleg is folyó monitoring, melybe 2012 decemberében kapcsolódtam be, kiegészítette a területre vonatkozó ismereteinket, és alapvetően alátámasztotta a döntés helyességét. A monitoring kezdetén a tényfeltárás DRF-M-1 jelű pontja DRF-8-nak lett átnevezve Hidraulika A monitoring időszak alatt az egyes megfigyelési pontokon a felszín alatti vízjárás az alábbi diagram szerint alakult: Vízjárás 98 97,5 Vízszintek (mbf) 97 96, , január március május július szeptember november január március május július szeptember november január március május Dátum július szeptember november január március május július szeptember november 20. ábra Vízjárás a tényfeltárás és monitoring ideje alatt januártól decemberig DRF-1 DRF-2 DRF-3 DRF-4 DRF-5 DRF-6 DRF-7 DRF-8 18

20 2010. január és március közt a vízszintek lényegesen (1,-1,5 m) nőttek, feltehetően a 2010 évi extrém csapadékos időjárásnak köszönhetően márciusa és 2012 decembere közt a vízszintek csökkentek ban a terület hidraulikai viselkedése megfelelt az általánosan várhatónak, tavasz végén, nyár elején volt észlelhető az éves maximum (REINER et al., 2002). 21. ábra Vízszinttérképek: január, december, szeptember A terület hidraulikai állapota a tényfeltárás idején tapasztalthoz képest megváltozott, 2010 decemberére az áramlás irány nyugatiasról északiasra fordult és gradiense először nagyon alacsonyról (3x10-4 ) alacsonyra (5 x 10-3 ) majd közepesre (1 x 10-2 ) nőtt, majd 2011 szeptemberére nagyon alacsonyra (1 x 10-3 ) csökkent, és jelenleg is ilyen mértékű Szennyezettség A szennyezettség mértékének változásai az egyes megfigyelési pontokon A szennyezettség gócpontjaiban (DRF-1, DRF-8) összességében a szennyezettség 2010 januárja óta csökkenő mértékűnek mutatkozott decemberéig a csökkenés monoton volt, december és 2012 júliusa közt a DRF-8-ban kisebb emelkedés volt észlelhető, a koncentrációk 2013 szeptemberéig csökkentek decemberében kisebb koncentrációnövekedés figyelhető meg. 19

21 koncentrációk (ug/l) DRF-1 kút szennyezettség változások jan.10 ápr.10 júl.10 okt.10 jan.11 ápr.11 júl.11 okt.11 jan.12 ápr.12 Dátum júl.12 okt.12 jan.13 ápr.13 júl.13 okt.13 Összes PAH naftalinok nélkül Naftalinok TPH (C5-C40) Egyéb alkil benzolok összesen Xilolok összesen Etil-benzol Toluol Be nzol 22. ábra DRF-1 kútszennyezettség változások januártól decemberig DRF-8 kút szennyezettség változások Összes PAH naftalinok nélkül 3000 Naftalinok koncentrációk (ug/l) jan.10 ápr.10 júl.10 okt.10 jan.11 ápr.11 júl.11 okt.11 jan.12 ápr.12 Dátum júl.12 okt.12 jan.13 ápr.13 júl.13 okt.13 TPH (C5-C40) Egyéb alkil benzolok összesen Xilolok összesen Etil-benzol Toluol Be nzol 23. ábra DRF-8 kútszennyezettség változások januártól decemberig A többi kútban időszakosan és az eddigi adatok alapján átmenetileg jelenik meg szennyezettség, a DRF-2,3,4,5,6 kutakban naftalin, benzol (és toluol), a DRF-7 kútban TPH. 20

22 24. ábra DRF-2, 3, 4, 5, 6, 7 kútszennyezettség változások januártól decemberig Összességében megállapítható, hogy a szennyezettség mértéke a szennyezettség gócaiban csökkenő, emellett időnként átmenetileg szennyezettség jelenik meg a szennyezett területet lehatárolni hivatott kutakban A szennyezettség összetételének változásai A BTEX szennyeződés összetételében 2011 III. negyedéve óta a xilolok részaránya lecsökkent, a szennyezettség összetételében más érdemi változás nem történt. 21

23 25,00% 2% 15,00% Összes xilol részaránya DRF-1 1% 5,00% Összes xilol részaránya DRF-8 % jan.10 ápr.10 júl.10 okt.10 jan.11 ápr.11 júl.11 okt.11 jan.12 ápr.12 júl.12 okt.12 jan.13 ápr.13 júl.13 okt ábra Xilolok részaránya BTEX szennyezőben a DRF-1 és DRF-8 kútban a tényfeltárás és a monitoring során A szennyezettség területi változásai A szennyezettség területi változásait a szennyező csóva felszíni vetületének változásai reprezentálják. A vizsgált komponensek közül a benzol területi eloszlásának mintázatai mutatják a legnagyobb változékonyságot. A vizsgált időszak alatt több alkalommal (2011. december, december, március) előfordult, hogy azokban a kutakban, amelyben a tényfeltárás idején kimutatási határ alatti koncentrációba volt észlelhető, átmenetileg szennyezettségi határértéket meghaladó koncentrációban mutatkozott. Ennek következtében a benzolszennyezettség területi elterjedésére vonatkozó becslések az említett időpontokban jelentős hibával terheltek, értékelésüknél ezt figyelembe kell venni. A benzolszennyezettség becsült területi eloszlásait az alábbi ábra mutatja be. 22

24 26. ábra Benzol koncentráció területi változása A többi komponense esetében ilyen változatossá nem figyelhető meg. A többi komponens területi elterjedésének változásait a TPH komponens területi elterjedésének változásait bemutató ábrával reprezentálhatjuk. 23

25 27. ábra TPH koncentráció területi változása Megállapítható, hogy a szennyezettség középpontja a megfigyelt időszak alatt nem mozdult el, kiterjedése és a szennyezett területen belüli koncentrációértékek kisebb fluktuációkkal csökkenő mértékűek. Az egyes szennyező komponensek által elszennyezett területek kiterjedésének változásait (a benzol kivételével) az alábbi diagram mutatja be. 24

26 Szennyezett terület változásai Szennyezett felszín alatti víztest számított felszíni vetülete (m 2 ) Etilbenzol xilolok TPH naftalin PAH alkilbenzol Dátum ábra A szennyezett terület változásai az egyes komponensekre a tényfeltárás (2010. január) és a monitoring ideje alatt (2011. januártól decemberig) A szennyezettség területi elterjedését az összes egyéb alkilbenzol komponens határozza meg. A területi elterjedésről elmondható, hogy csökkenő, a csökkenés legkisebb mértékben az összes egyéb alkilbenzol esetében látható, a többi komponens esetében a csökkenés határozottabb. 5. Konklúzió A monitoring eredmények alapján megállapítható, hogy a szennyező csóva stagnálócsökkenő fázisban van. Összes egyéb alkilbenzol komponensek esetében a stagnáló fázis második alfázisában, a többi komponens esetében a csökkenő fázisban. A benzol esetében a területi kiterjedésre vonatkozó becslések bizonytalanságai miatt a besorolás nem végezhető el, de a benzolkoncentrációk stagnáló volta a stagnáló fázis első alfázisát valószínűsíti (NEWELL és CONNOR, 1998). A monitoring eredmények alapvetően alátámasztották a tényfeltárás adatai alapján hozott döntés helyességét. A tényfeltárás és a monitoring során kapott adatok folyamatos értékelése lehetővé tette, hogy a 2011 II. negyedéves adatok alapján a benzolszennyezettség várható területi változásait egy negyedévvel előre prognosztizálják. 25

27 29. ábra Benzol koncentráció- és vízszinttérkép Az ábrákon látható, hogy az aktuális benzolszennyezettség nem a felszín alatti víz áramlása irányába elnyúlt formát mutat, miközben a felszín alatti víz hidraulikai potenciáljának gradiense közepes mértékű (10-2 ), a vízadó pedig alkalmas az advektív transzport megvalósulására. Az adatok alapján a benzolszennyezettség átmeneti megjelenését prognosztizálták a DRF-2 kútban. Az adatok az alábbi táblázatban láthatóak: Minta jele Dátum Benzol koncentráció (μg/l) DRF <0,2 DRF <0,2 DRF ,5 DRF ,5 DRF DRF <0,2 30. ábra Benzolszennyezettség 26

28 A szeptemberi benzoleloszlás pedig az alábbi ábrán: 31. ábra Benzol koncentráció- és vízszinttérkép Összességében a tényfeltárás adataihoz képest a terület hidraulikai viselkedésében következett be csupán érdemi változás, mely szerint a felszín alatti víz áramlási iránya tartósan, gradiense átmenetileg megváltozott. Ugyanakkor ez még inkább alátámasztja a tényfeltárás azon fő megállapítását, hogy a területen a transzportfolyamatokat alapvetően az általános vízkémiai adatok alapján azonosított működő biodegradációs folyamatok határozzák meg. 6. Összefoglalás A vizsgált ingatlanon korábban folytatott tevékenységek (kerozin tárolása és kiszolgálás) eredményeképpen az ingatlan földtani közegében és felszín alatti vizében szennyezettség alakult ki. A földtani közegből és a felszín alatti vízből vett minták vizsgálata a szennyezettség és a korábban folytatott tevékenység közt egyértelmű kapcsolatot igazoltak. A szennyezettség feltárásra került, a feltárás során tisztázták a környezetföldtani viszonyokat (érintett földtani közeg, felszín alatti vízrezsim, hidrogeokémiai viszonyok). A környezetföldtani adatok együttes értékelése alapján az a szakvélemény alakult ki, 27

29 hogy a szennyezettség stagnáló fázisban van, és a szennyezettség természetes csökkenésének monitoirngjára született javaslat. A terület monitoringja azóta is folyik. Az eltelt 3 év alatt gyűjtött adatok alátámasztották a tényfeltárás végén hozott döntés megalapozottságát. 28

30 7. Köszönetnyilvánítás Szeretnék köszönetet mondani témavezetőmnek, Kovács Józsefnek, hogy támogatta a témaválasztást, és rendelkezésemre állt, ha kérdés merült fel a dolgozatommal kapcsolatban. Köszönöm Kőhler Artúrnak, hogy külső témavezetőként segítette a monitoringba való bekapcsolódásomat és végigkísérte a dolgozatom készülését. 29

31 8. Irodalomjegyzék /2004 (VII.21.) Kormányrendelet 2. 6/2009 KvVM-EüM-FVM (IV.14) együttes rendelet 3. Cantrell, Kirk J., R. Jeffrey Serne, and George V. Last. Applicability of the linear sorption isotherm model to represent contaminant transport processes in site-wide performance assessments. Pacific Northwest National Laboratory. Technical report PNNL-14576, Davis, John W., Nancy J. Klier, and Constance L. Carpenter. Natural biological attenuation of benzene in ground water beneath a manufacturing facility. Groundwater 32.2, 1994: Domenico, Patrick A., and Franklin W. Schwartz. Physical and chemical hydrogeology. Vol. 44. New York: Wiley, Field, J. A., and R. Sierra-Alvarez. Biodegradability of chlorinated solvents and related chlorinated aliphatic compounds. Reviews in Environmental Science and Bio/Technology 3.3, 2004: FTR 2000 Kft. Éves monitoring jelentés FTR 2000 Kft. Éves monitoring jelentés FTR 2000 Kft. Éves monitoring jelentés FTR 2000 Kft. Tényfeltárási záródokumentáció január 11. Madarász, T. Három pillér - a kármentesítés során védendő értékeink. Vízkészletvédelem. Miskolci Egyetem, Németh, T. Kármentesítési útmutató 6, Tényfeltárás és monitoring. Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium, Budapest, Nevin, J. Peter, et al. Practical Methods for Demonstration of Groundwater Remediation by Natural Attenuation (RNA). Proceedings of NGWA Petroleum Hydrocarbon Conference, Houston, Texas, Newell, C. J., and J. A. Connor. Characteristics of dissolved hydrocarbon plumes: Results of four studies. American Petroleum Institute, Washington DC, Nyer, Evan K., and Mary J. Gearhart. Plumes Don't Move. Ground Water Monitoring & Remediation 17.1, 1997: Reiner, Steven R., et al. Ground-water discharge determined from measurements of evapotranspiration, other available hydrologic components, and shallow water- 30

32 level changes, Oasis Valley, Nye County, Nevada. No. USGS WRIR United States Geological Survey-Nevada, Las Vegas, NV (US), Thomas, D. H., and Delfino J. J. A gas chromatographic/chemical indicator approach to assessing ground water contamination by petroleum products. Ground Water Monitoring & Remediation 11.4, 1991: Ábrák 1. ábra 2. ábra 3. ábra 4. ábra transzportfolyamatok/ch01s03.html 5. ábra Németh, T. Kármentesítési útmutató 6, Tényfeltárás és monitoring. Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium, Budapest (2003). 6. ábra Newell, C. J., and J. A. Connor. Characteristics of dissolved hydrocarbon plumes: Results of four studies. American Petroleum Institute, Washington DC (1998). 7. ábra Newell, C. J., and J. A. Connor. Characteristics of dissolved hydrocarbon plumes: Results of four studies. American Petroleum Institute, Washington DC (1998). 8. ábra Wessling Hungary Kft. Laboratóriumi jegyzőkönyv, ábra Wessling Hungary Kft. Laboratóriumi jegyzőkönyv, ábra Wessling Hungary Kft. Laboratóriumi jegyzőkönyv, ábra Wessling Hungary Kft. Laboratóriumi jegyzőkönyv, ábra Wessling Hungary Kft. Laboratóriumi jegyzőkönyv, ábra Wessling Hungary Kft. Laboratóriumi jegyzőkönyv, ábra Wessling Hungary Kft. Laboratóriumi jegyzőkönyv, ábra Wessling Hungary Kft. Laboratóriumi jegyzőkönyv, ábra FTR 2000 Kft. Tényfeltárási záródokumentáció, ábra FTR 2000 Kft. Tényfeltárási záródokumentáció, ábra FTR 2000 Kft. Tényfeltárási záródokumentáció, ábra FTR 2000 Kft. Tényfeltárási záródokumentáció, ábra Szerkesztette: Máthé Ágnes Réka, ábra Szerkesztette: Máthé Ágnes Réka,

33 22. ábra Szerkesztette: Máthé Ágnes Réka, ábra Szerkesztette: Máthé Ágnes Réka, ábra Szerkesztette: Máthé Ágnes Réka, ábra Szerkesztette: Máthé Ágnes Réka, ábra Szerkesztette: Máthé Ágnes Réka, ábra Szerkesztette: Máthé Ágnes Réka, ábra Szerkesztette: Máthé Ágnes Réka, ábra Szerkesztette: Máthé Ágnes Réka, ábra Szerkesztette: Máthé Ágnes Réka, ábra Szerkesztette: Máthé Ágnes Réka,