Ipari tevékenység felszín alatti vízkészletekre gyakorolt hatásának vizsgálata

Átírás

1 Ipari tevékenység felszín alatti vízkészletekre gyakorolt hatásának vizsgálata Kovács Balázs Tóth Márton Kolencsikné Tóth Andrea Mikita Viktória Székely István Fekete Zsombor KÚTFŐ Projekt záró rendezvény, április 22. Budapest

2 A KÚTFŐ STRUKTÚRÁJA

3 AZ EGYSÉGMEDENCE, MINT ELV ÉS A VALÓS ÁRAMKÉP TÉNYLEGES ÁRAMLÁSI RENDSZEREK AZ EGYSÉGMEDENCE (Szanyi Kovács, 2005)

4 AZ IPAR HATÁSAI A FELSZÍN ALATTI VÍZKÉSZLETEKRE MENNYISÉGI HATÁSOK Ivóvíztermelés hévíztermelés depressziós hatása Munkaterek és bányák víztelenítése Felszín alatti létesítmények (üregek, mélyépítési létesítmények) szivárgásakadályozó hatásai stb. MINÖSÉGRE GYAKOROLT HATÁSOK A környezeti állapot antropogén befolyásolása miatti, a korábbitól eltérő folyamatok kialakulása: - Rétegek közötti keresztáramlások kialakulása - Hidraulikai rövidzár kialakulása - Visszasajtolás hőmérsékletcsökkentő hatása -Szennyezések (egyszeri havaria-szerű, tartós) - stb.

5 A VIZSGÁLT PROBLÉMÁK, TERÜLETEK SAVAS ÖREGSÉGI VIZEK KIALAKULÁSÁRA ALKALMAS FELHAGYOTT ÉRCBÁNYATERÜLET VIZSGÁLATA A bányameddők kilúgzási jellemzőinek meghatározása,a kilúgzási folyamatok leírása A savas bányavizek kezelhetőségének vizsgálata A savas csurgalékvizek képzésére hajlamos bányameddők stabilizálhatósági vizsgálata TERMÉSZETES KARBONÁTOKKAL SEMLEGESÍTÖDÖ SAVAS CSURGALÉKVIZEKKEL JELLEMZHETÖ ÉRCBÁNYATERÜLET VIZSGÁLATA A bányameddők kilúgzási jellemzőinek meghatározása,a kilúgzási folyamatok leírása A savas bányavizek által mobilizált nehézfémek terjedési pályáinak meghatározása A szennyezőanyagok terjedésének vizsgálata terjedési jellemzők meghatározása HIDROGEOLÓGIAI SZEMPONTBÓL ÉRZÉKENY TERÜLETEN FEKVÖ IPARI ZAGYTEREK VIZSGÁLATA A zagyterek térségének leíró vizsgálata A zagyterek vízháztartás-vizsgálata Szennyeződés-terjedés vizsgálata földtani-vízföldtani, hidrogeofizikai és numerikus módszerek felhasználásával

6 ÁLTALÁNOS CÉLOK KÉT TELJESEN KÜLÖNBÖZÖ GEOKÉMIAI VISELKEDÉSÜ MINTATERÜLETEN TALÁLHATÓ ÉRCBÁNYÁSZATI TEVÉKENYSÉG KÖRNYEZETI HATÁSAINAK ÖSSZEHASONLÍTÓ VIZSGÁLATA Recski vs. rudabányai polimetallikus ércesedés A SZENYEZÖANYAGOK MIGRÁCIÓJÁT JOBBAN LEÍRÓ NUMERIKUS MODELLEK LÉTREHOZÁSÁNAK ELÖSEGíTÉSE Migrációs paraméterek meghatározását segítő laboratóriumi és terepi kismintakísérleteken alapuló módszerek kidolgozása Bonyolult szorpciós folyamatokat követő numerikus számítási algoritmusok kifejlesztése Időben (antropogén hatásokra) változó földtani-vízföldtani környezet szimulálhatóságának előzetes vizsgálata Új típusú laboratóriumi mérőeszközök fejlesztése (diffúzió-mérő és rediffúzió-mérő DKS-cella (4. modul)) KÉPZÖDMÉNYEK VÍZVEZETÖ KÉPESSÉGÉNEK MESTERSÉGES BEFOLYÁSOLHATÓSÁGÁNAK VIZSGÁLATA Indukált (mesterséges) kolmatációs vizsgálatok Indukált módon kolmatált képződmények vízvezető-képességének visszaállítása.

7 RUDABÁNYAI ÉRCESEDÉS KÖRNYEZETI HATÁSAINAK VIZSGÁLATA

8 MEDDÖHÁNYÓKON ÁTSZIVÁRGÓ VIZEK VIZSGÁLATA RUDABÁNYA SZEKVENCIÁLIS EXTRAKCIÓ MSZ :2006 Dold-féle extrakció Oldott ásványok, elemek 1 Vízoldható (10 g minta, 100 ml desztillált 1 Vízoldható (1 g minta 50 ml ioncserélt vízben, másodlagos szulfátok, bonattit vízben, 2 órás rázatás) 1 órás rázatás) /CuSO 4 *3(H 2 O)/,, gipsz /CaSO 4 *2(H 2 O)/, 2 Könnyen kimosódó, növények által felvehető (0,02 mólos EDTA és 0,5 mólos ammónium-acetát oldatban 4,5 ph-n, 2 órás rázatás) 2 Kicserélhető (1 mólos ammónium-acetát oldatban 4,5 ph-n, 2 órás rázatás) 3 Fe III oxihidroxidok (0.2 M ammónium-oxalát 3,0 ph-n, 1 órás rázatás, sötétben) kalcit /CaCO 3 /, adszorbeált és kicserélhető ionok schwertmannit /Fe III 16O 16 (OH) 12 (SO 4 ) 2 /, másodlagos jarozit /KFe III 3(SO 4 ) 2 (OH) 6 / 4 Fe III oxidok (0,2 ammónium-oxalát 3,0 ph-n, 2 órás 80 o C-os vízfürdőben) goethit /Fe III O(OH)/, jarozit /KFe III 3(SO 4 ) 2 (OH) 6 /, Na-jarozit /NaFe III 3(SO 4 ) 2 (OH) 6 / 3 Mobilizálható (65% HNO 3, 35% H 2 O 2 oldatban 3 órás forralás) 5 Szervesekhez kötött és másodlagos réz szulfidok (35% H 2 O 2, 1 órás meleg vízfürdőben) 4 Összes (szilikátok nélkül) (királyvizes oldás) 6 Elsődleges szulfidok (oldás KClO 3 és HCl kombinációjával, majd forralás 4 M HNO 3 oldatban) 7 Összes (HNO 3, HF, HClO 4, HCl általi feltárás) szilikátok, maradék szervesek, covellin /CuS/, kalkocit /Cu 2 S/, pirit /FeS 2 /, kalkopirit /CuFeS 2 /, szfalerit /(Zn,Fe)S/, galenit/pbs/, cinnabarit /HgS/

9 Zn koncentráció (mg/kg) Cu koncentráció (mg/kg) Pb koncentráció (mg/kg) Cd koncentráció (mg/kg) MEDDÖHÁNYÓKON ÁTSZIVÁRGÓ VIZEK VIZSGÁLATA RUDABÁNYA SZEKVENCIÁLIS EXTRAKCIÓ Ólom Kadmium LA 1/1 1/2 1/3 1/4 1/5 2/1 2/2 LA 1/1 1/2 1/3 1/4 1/5 2/1 2/2 Mintapontok Mintapontok Cink Réz LA 1/1 1/2 1/3 1/4 1/5 2/1 2/2 LA 1/1 1/2 1/3 1/4 1/5 2/1 2/2 Mintapontok Mintapontok

10 A RUDABÁNYAI-TÓ VÍZKÉMIAI VISZONYAI Mintapont Vízfelszín 5 m 10 m 15 m 20 m 25 m 30 m Fenék mélység (m) 1 8,16 8, ,13 7, ,11 7,80 7,4 7, ,06 7,75 7, ,05 7,72 7, ,02 7,62 7,46 7, ,98 7,66 7, ,99 7,62-7,40-7,32 7, ,91 7,53 7,

11 RECSKI SAVAS BÁNYAVÍZ KEZELÉSE Összetétel: ph: 2,3-2,7 Vezetőképesség: ~7000 us/cm Összes oldott anyag: ~9000 mg/l Szulfát: ~ 5400 mg/l Réz: ~ ug/l Cink: ~ ug/l Kobalt: ~ ug/l Nikkel: ~ ug/l Kadmium: ~30-40 ug/l Vas: ~ ug/l wetland Istenáldás táró H8 H7 H6

12 RECSKI MEDDÖHÁNYÓK STABILIZÁLÁSA

13 TRANSZPORTPARAMÉTEREK MEGHATÁROZÁSA MÉRÉSEKKEL 4. MODUL DKS REDIFFÚZIÓ-MÉTER DIFFÚZIÓ-MÉTER

14 TRANSZPORTPARAMÉTEREK MEGHATÁROZÁSA NUMERIKUS SZIMULÁCIÓKKAL PARAMÉTER-MEGHATÁROZÁS ÁLLANDÓ SZENNYZÖANYAG- TERHELÉS MELLETT PARAMÉTER-MEGHATÁROZÁS PILLANATNYI SZENNYZÖANYAG- TERHELÉS MELLETT

15 TRANSZPORTPARAMÉTEREK MEGHATÁROZÁSA NUMERIKUS SZIMULÁCIÓKKAL PARAMÉTER-MEGHATÁROZÁS PONTOSSÁGÁNAK VIZSGÁLATA

16 TRANSZPORT-SZÁMÍTÁSOK FEJLESZTÉSE ÖSSZETETT SZORPCIÓS IZOTERMÁK ALKALMAZÁSA atrazin imidakloprid (Konda et al., 2002)

17 TRANSZPORT-SZÁMÍTÁSOK FEJLESZTÉSE ÖSSZETETT SZORPCIÓS IZOTERMÁK ALKALMAZÁSA

18 MESTERSÉGES/INDUKÁLT KOLMATÁCIÓ SZIVÁRGÓ VÍZ/SZENNYEZÖANYAG MENNYISÉG CSÖKKENTÉSE 130 DNY VÍZKÉSZLET MINÖSÉGI VÉDELEM 120 VÍZKÉSZLET MENNYISÉGI VÉDELEM NA4 mbf 9692/A Szõny-Füzitõi csatorna VII. zagytér 9688/A NA2 110 NA1 agyagos-iszapos-homok homokos kavics 100 agyag m 16

19 INDUKÁLT KOLMATÁCIÓS OSZLOPKÍSÉRLETEK 1 állandó nyomású tartály, 2 folyadék-szállítás az elosztókhoz, 3 folyadékelosztás a csövekbe, 4 infúziós tasak az oldatok tárolására, 5 oldatok adagolása infúziós csövön, 6 folyadék és adalék oldatok bevezetése a csövekbe, 7 üvegcső talajmintával, 8 folyadék kivezetése a mintából műanyag csövekkel A minták felosztása Minta 1 Minta 2 Minta 3 Minta 4 Minta 5 Minta 6 Minta 7 Minta 8 Minta 9 Vas(II)-oldat Vas(II)-oldat + NaOCl-oldat Vas(II)-oldat + H2O2-oldat vas(ii)-ammónium-szulfát oldat Mohr-só

20 A SZIVÁRGÁSI SEBESSÉGGEL ARÁNYOS ÚTHOSSZ ALAKULÁSA AZ INDUKÁLT KOLMATÁCIÓ SORÁN TÖMÉNY-OLDATOS MÉRÉS: - OXIDÁLÓSZER NÉLKÜL INTENZÍVEBB ESÉS - OXIDÁLÓSZERREL KÖZEL LINEÁRIS HÍG-OLDATOS MÉRÉS: - OXIDÁLÓSZER NÉLKÜL ENYHE ELTÉRÉS - OXIDÁLÓSZERREL HIRTELEN, NAGY MÉRTÉKŰ ESÉS

21 A SZIVÁRGÁSI SEBESSÉG ALAKULÁSA ÉS A KIVÁLÁSOK 1. TÖMÉNY-OLDATOS MÉRÉS: OSZLOP ALJÁN DUGÓ VAS(III) 2. HÍG-OLDATOS MÉRÉS: VAS(III) KIVÁLÁS KEVÉSBÉ KONCENTRÁLTAN, JOBB ELOSZLÁS, ÁTMENETTEL

22 SZÍN-KOMPONENS ELEMZÉS REDUKÁLT ZÓNA ÁTMENETI ZÓNA OXIDÁLT ZÓNA

23 INDUKÁLT KOLMATÁCIÓ KÚTSZEKTOR-MODELLBEN LABORATÓRIUMI NAGYMINTA KÍSÉRLET

24 ÖSSZEFOGLALÁS A KÚTFŐ Projekt keretén belül végzett kutatások az antropogén hatások következtében kialakuló szennyeződések számos részterületén eredményesen zárultak. A munka hozzájárult a szennyezések kialakulásának jobb megértéséhez, számos új módszert és megoldást dolgoztunk ki, amivel a jövőbeli munka hatékonyabb és eredményesebb lehet. Sok kérdést már megoldottunk, de még többet nem... A munka folytatódik, a KÚTFŐ tovább él, remélhetőleg nem csak a kútfők -ben.

25 KÖSZÖNET A KUTATÁS RÉSZTVEVÖINEK ÉS TÁMOGATÓINAK! A KUTATÁSBAN RÉSZT VETT, SEGÍTETT, ÖTLETET VAGY ANYAGOT ADOTT: Benő Enikő, Czinkota Imre, Czinkota György, Czinkota Zsuzsanna, Csuhanics Balázs, Debreczeni Ákos, Dombóvári Péter, Faur Krisztina Beáta, Fejes László, Fekete Zsombor, Földessy János, Giber Alexandra, Gombkötő Imre, Gonda Nóra, Ilyés Csaba, Juhász Tamara, Kántor Tamás, Kertész Márk, Kissné Mezei Ágnes, Kolencsikné Tóth Andrea, Kovács Ferenc, Kováts Péter Miklós, Köteles László, Kövesi Viktor, Král Brigitta Napsugár, Kristály Ferenc, Lakatos János, Ling Erika, Mádai Ferenc, Madarász Tamás, Májer Anita, Mezősi Róbert, Mikita Viktória, Molnár József, Móricz Ferenc, Praviczki Tamás, Szalay Linda, Székely István, Szilvási Marcell, Talpas László, Tokárszki Zoltán, Tóth Márton, Turai Endre, Vass László, Zákányi Balázs, és sokan mások... Köszönjük! A KUTATÁSBAN RÉSZT VEVÖ CÉGEK, TÁMOGATÓ SZERVEZETEK: Mecsekérc, Mecsek-ÖKO RIP, Naturaqua, TKV, ROTAQUA, Mátrai Erőmű, Háromkő, GEOSERVICE, Vízügyi Igazgatóságok, NEKI, Nitrokémia, Elemez és még sokan mások Köszönjük munkatársaiknak az együttműködést...

26 KÚTFŐ Projekt záró rendezvény, április 22. Budapest Köszönjük a figyelmet!