Kutatási beszámoló, II. év ( ) Utóvulkáni működés környezeti hatásai a Keleti Kárpátokban

Átírás

1 Kutatási beszámoló, II. év ( ) Utóvulkáni működés környezeti hatásai a Keleti Kárpátokban A két évre tervezett kutatási projekt második évre beütemezett programját a kutatócsoport tagjai teljesítették. Sor került három adat- és mintagyűjtő terepi kiszállásra (2011 június, julius, augusztus), amely során geológiai, földrajzi, biológiai megfigyeléseket, fizikiai és kémiai méréseket, valamint geológiai (kőzetek, ásványok), kémiai (ásványvíz) és biológiai/mikrobiológiai minták begyűjtését végeztük el. Két helyszínen harántszelvény mentén végeztünk talajban radon és toronkoncentráció méréseket. A terepi munkálatokat 7 helyszín (Csíkkozmás környéke, Tusnádfürdő, Bálványosfürdő és környéke, Torjai Büdöshegy és környéke, Száldobos és környéke, Uzonkafürdő, Kormos patak-erdőfüle, Sugásfürdő) végeztük úgy külszíni mint belső téri (főleg mofetta) környezetekben. Egy terepi kiszállás (2011 szeptember) a CO 2 szint kijelző készülek tesztelése céljából történt Hargitafürdőn. A terepen végzett méréseken kívül a begyűjtött víz és biológiai mintákon laboratóriumi vizsgálatok történtek a tanszék kolozsvári helyszínén. Ezt a terepi és laboratóriumi adatok feldolgozása és kiértékelése követte, végül mindezek szakmai tudományos jelentés formájában való rögzítése. A kutatás legfontosabb eredményeit a következőkben foglaljuk össze. Az elvégzett kutatómunka során lényeges információtöbblet birtokába jutottunk a Hargita vulkáni vonulat és az azt körülvevő ún. mofetikus haló utóvulkáni jelenségeinek és képződményeinek a megismerésében. Továbbra is hangsúlyt fektettünk a kutatás interdiszciplináris jellegére. Első ízben került sor az utóvulkáni működés szilárd termékeinek, a források ásványvízkiválásainak ásványtani vizsgálatára terepen (vasas lerakódások Kirulyfürdőn, és Száldoboson, karbonátos kiválások Korondon) és laborban (Korondon). A fizikai jellegű kutatások sokrétű megvilágításba helyezték az utóvulkáni jelneségeket, mindenekelőtt a száraz gázfeláramlásokhoz (mofettákhoz) kapcsolódó jelenségeket. A mofetták belső légterében (a levegőben és a mofettagázban egyaránt) végzett radonkoncentrációk további mérésével a már létező adatbázis bővítéséhez járult hozzá ez a kutatás, miközben a már előzőleg vizsgált mofetták (Hargitafürdő,

2 Tusnádfürdő) mellett újabb mofettákat vontunk be a kutatás körébe (Torjai Büdös, Sugásfürdő, Bálványos-Mikes). Különösen értékes, viszonyítási alapként is szolgáló, mérési adatok születtek a Torjai Büdös barlangban, ahol az összes más mofettától eltérően, a radon a CO 2 -al együtt közvetlenül, nem a talajon átáramolva és általa befolyásolva kerül a felszínre. A mérések megengedték a mofettakezelésre járó betegeket érő évi sugárterhelés kiszámítására, amely hasznos útmutatásul szolgálhat a kezelést előíró szakorvosok számára. Az előző kutatási projekt során első ízben kezdeményezett talaj radon-toron méréseket folytattuk két újabb szelvény mentén, Sugásfürdőn és a torjai Bödösfürdő mellett, a feláramlást ellenörző tektonikus törésvonalak kimutatása és térbeli lokációja érdekében, ezzel igazolva a toronkimutatási/mérési módszer érvényességét és eredményességét. Mindazonáltal a talajban mért radon- és toronkoncentrációk közötti szoros korreláció hiánya újabb, megoldásra váró problematikát vetett fel, amely további, az eddiginél részletesebb vizsgálatokat ígényel. A mofetták légterében és közvetlen környékén első ízben végeztünk porszemcseméret eloszlási vizsgálatokat, amelyek kimutatták a belélegezhető szilárd szemcsék kimutatható jelenlétét de lényegében, a nagyon kis mennyiségek miatt, egészségre ártalmatlan voltát. Ugyancsak első ízben és kisérleti jelleggel gázhozammérésekre került sor, főleg a diffúz és kishozamú gázfeltörési területeken, mivel a nagyhozamú és koncentrált feláramlások esetében) a kezelésre használt mofettagödrökben) a használt műszer érzékenységi skáláját a hozaméretékek túlhaladták. A diffúz CO 2 feláramlási területeken értelmezhető adatok születtek. A kutatás e vonalának a folytatsáát szükségesnek tartjuk újabb, a nagyhzoamú gázfeltörések mérésre is alkalamas, készülék felhasználásával. Úttörő jellegű kutatást végeztünk annak érdekében, hogy egy megbízható és könnyen kezelhető gázszínt kijelző készüléket biztosítsunk a jövőben a mofettát használók számára, amely helyettesíthetné az eddig használt hagymányos és pontatlan empirikus gázszint kimutatási módszert. Az 5 CO 2 szenzort és 5 kijelző LED-et tartalmazó, bináris színkód rendszerrel működő készülék prototipusát elkészítettük és a hargitafürdői mofettában működését sikerrel teszteltük. A készüléket szabadalmaztatni fogjuk.

3 A kémiai vizsgálatok során terepen és laborban az utóvulkáni működés folyadékfázisának, az ásványvizeknek, az összetételét kutattuk 3 terepi kiszállás és mintavételezés alkalmával, ezzel bővítve a már létező és folyamatosan gyarapodó adatbázist. A biológiai kutatásokat első ízben terjesztettük ki az ásványvízforrások és medencék mikro élővilágának a tanulmányozására a környezeti váltzozásokra érzékeny kovaalga közösségek részletes vizsgálatának a segítségével. Algológiai szempontból igen érdekesek a vizsgált források/medencék, egyrészt az acidofil (savkedvelő, illetve savas kémhatást jól tűrő) fajok miatt a Hammas kis medencéjében (ph = 2,78), másrészt a romániai viszonylatban először, nagyon ritkán vagy ritkán jelzett fajok jelenléte következtében a mintavételi pontok összességében. Előző kutatásaink folytatásaként tovább tanulmányoztuk a mofetták élővilágát és ezáltal az utóvulkáni folyamatok biológiai hatását a lokális faunára. Főleg a pókfaunára koncentráltunk. A mofetták és borvízforrások környékén történt minőségi és mennyiségi mintavételezés eredményeként 64 pókot gyűjtöttünk és 17 fajt azonosítottunk 10 családból. A Torjai Büdös hegy diffúz gázfeltörési területén történt szelvénymenti mintavétel eredményei azt mutatják, hogy az egyed- és fajszám egyaránt magasabb a középső, törésvonal közelében található mintákban, mint másutt. E tény kiértékelése és megfelelő magyarázata további kutatásokat igényel. Összesítve, az elvégzett munkálatok a kutatócsoport tagjaira leosztva a következő mozzanatokat foglalták magukba: - geológiai megfigyelések és mintagyűjtés (Szakács Sándor, Tóth Attila) - földrajzi adatfelvétel és térképi rögzítés (Poszeth Szilárd) - környezetfizikai mérések: radonkoncentráció mérés belső és külső terekben, gázhozam (CO 2 és CO) mérések diffúz széndioxid feláramlási területeken, lebegő szilárd részecskekoncentráció mérések bel- és kültérben (Mócsy Ildikó, Néda Tamás, Szacsvay Kinga, Bányai Róbert, Nagy László), - környezetkémiai mérések (multiméterrel) és gáz/ásványvíz mintavétel (Zsigmond Andrea, Tóth Attila), - vízminták laboratóriumi elemzése (Zsigmond Andrea, Szatmári Gizella, Nagy László)

4 - entomológiai/arahnológiai megfigyelés és mintagyűjtés, laboratóriumi vizsgálatok (Urák István, Magyarosi Katalin). - kovaalga vizsgálatok (Szígyártó Lidia) - gáz-szint kijelző készülék tervezése, prototipusának elkészítése és terepi tesztelése (Farkas György, Tóth Attila) - a mérési és laboratóriumi elemzési adatok elemzése, összevetése és kiértékelése (a kutatócxsoport minden tagja) - a kutatási jelentés elkészítése (Szakács Sándor, Mócsy Ildikó, Szígyártó Lidia, Néda Tamás, Tóth Attila, Urák István, Farkas György, Poszet Szilárd, Zsigmond Andrea, Szacsvay Kinga) A kutatómunka tudományos eredményeinek a teljes és részletes bemutatása a mellékelt Kutatói jelentés tárgyát képezi.

5 A kutatás eredményeinek tudományos értékesítése és közzététele ISI-rangú cikkek Néda T., Szakács A., Mócsy I., Cosma C. (2008) Radon concentration levels in dry CO2 emanations from Harghita Băi, Romania, used for curative purposes. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, Vol. 277, No.3, p Néda T., Szakács A., Cosma C., Mócsy I. (2008) Radon concentration measurements in mofettas from Harghita and Covasna Counties, Romania. J. Environ. Radioact., doi: /j.jenvrad ISSN X Papp, B., Szakács, A., Néda, T., Papp, Sz, Cosma, C. (2010) Soil radon and thoron studies near the mofettes at Harghita Bai (Romania) and their relation to the field location of fault zones. Geofluids, 10, 4, , DOI: /j x Fejezet könyvben Szakács A. (2010) Post-volcanic Phenomena in the East Carpathians. in Evelpidou, N.; Figueiredo, T. de; Mauro, F.; Tecim, V.; Vassilopoulos, A. (Eds.) "Natural Heritage from East to West. Case studies from 6 EU Countries", Springer Verlag, p.87-93, ISBN Konferencia előadások Szakács S., Néda T., Urák I., Farkas G., Mócsy I., Zsigmond A., Vincze-Jancsi Z.J. (2007) Mofettakutatás a Keleti Kárpátok vulkáni vonulatában. Környezettudományi vonatkozások. III-ik Kárpátmedencei Környezettudományi Konferencia, Kolozsvár, 2007 március Papp B., Szakács A., Néda T., Cosma C., Papp S. (2009) Soil radon and thoron measurements near the mofettas at Harghita Bai (Romania) for field location of fault zones. The 10th International Conference on Gas Geochemistrey, Cluj-Napoca, Romania, September Volume of Abstracts, p.79, ISBN Szakács S., Néda T., Papp B. (2010) Környezeti mofettakutatás Székelyföldön: eredmények és perspektívák. VI. Kárpát-medencei Környezettudományi Konferencia, 2010 ápr , Nyíregyháza.