A CSEPEL MŰVEK TALAJAINAK NEHÉZFÉM SZENNYEZETTSÉGE. Készítette: Szabó Tímea, Környezettudomány MSc Témavezető: Dr. Óvári Mihály, egyetemi adjunktus

Átírás

1 A CSEPEL MŰVEK TALAJAINAK NEHÉZFÉM SZENNYEZETTSÉGE Készítette: Szabó Tímea, Környezettudomány MSc Témavezető: Dr. Óvári Mihály, egyetemi adjunktus

2 Bevezetés a talaj hazánk egyik legfontosabb erőforrása termékenységének fennmaradása illetve fenntartása mindannyiunk érdeke az ipari forradalom óta az antropogén források egyre nagyobb terhet jelentenek a természeti erőforrásokra legfontosabb talajszennyező források az ipar, mezőgazdaság és a közlekedés

3 Célkitűzés intenzív ipari tevékenységet folytatott terület kijelölése Csepel Művek ( ) az ipari területen vételezett talajmintákban nehézfém szennyezettséget vizsgáltam energiadiszperzív röntgenfluoreszcens spektrometria (ED-XRF) műszeres analitikai módszerrel az eredmények alapján a hazai nehézfém szennyezettségi határértékekkel összehasonlítva megállapítottam a kijelölt területek szennyezettségét

4 A Csepel Művek két terület kijelölése: motorkerékpárgyár és varrógépgyár a gyárterületeken az alábbi ipari tevékenységek folytak: öntés: öntött részek (pl. motorblokk alumíniumból) forgácsolás: fúrás, esztergálás, köszörülés, gyalulás fémforgácsok galvánozás (Cr, Cu, Cd, Zn, Ni) krómozás, nikkelezés mázolás, festés Ba, Zn, Pb, Co, Fe a zománc pigmentekben

5 A mintavételi területek

6 A talajmintavétel talajmintavétel két területről: motorkerékpárgyár és varrógépgyár motorkerékpárgyár: 16 darab mintavételi pont 2 cm és 4 cm mélységből származó talajminták varrógépgyár: 12 darab mintavételi pont 2 cm és 4 cm mélységből származó talajminták átlagminták: 8 darab A motorkerékpárgyár mintavételi ábrája

7 Az energiadiszperzív röntgenfluoreszcens spektrometria (ED-XRF) a röntgenfluoreszcens spektrometria olyan műszeres analitikai módszer, amellyel széles koncentrációtartomány vizsgálható, illetve roncsolásmentes előnye: minimális mintaelőkészítés, rövid vizsgálati idő, költséghatékony hátránya: közepes érzékenység Módszer lényege: kis vagy közepes energiájú röntgensugárzással (2-5 kev) sugározzuk be a mintát az atom belső elektronhéján bekövetkezik az ionizáció. Az ionokban az elektronhiány a belső héjon van gerjesztett állapot megszűnése során az adott elemre jellemző karakterisztikus sugárzás (1 ev- 1 kev) keletkezik mérjük a sugárzás energiáját és intenzitását

8 Minipal2 PANalytical Spektrométer Kompakt asztali spektrométer Ródium anódú röntgencső, nagy felbontású Si PIN detektor 12 férőhelyes forgótárcsás mintatartó 3 féle lehetőség a minták kiértékeléséhez: nagyszámú standard alkalmazása kalibrálunk, pontos kvantitatív koncentráció érték kézi üzemmód: a detektor által érzékelhető elemek félkvantitatív elemzés standardless (ún. standard nélküli üzemmód) félkvantitatív elemzés A vizsgálat standardless üzemmódban történt.

9 Mintaelőkészítés légszáraz talajminták homogenizálása (szitálás d=2mm, majd dörzsmozsárban porítás) kavicstartalom meghatározása Motorkerékpárgyár: 13%± 7% Varrógépgyár: 4%±4% Szervesanyag-tartalom meghatározása: ~5 g talajmintát szárítószekrényben 15 C-on szárítottam, majd 6 C-on izzítottam átlagos szervesanyag-tartalom mindkét területen 6% ±1,5% Az ED-XRF vizsgálathoz a porított talajmintákból 1-1 vegyszeres kanálnyi mennyiséget helyeztem a henger alakú műanyag mintatartóba

10 Eredmények kiértékelése 4 darab elem vizsgálata: Cu, Zn, Pb, Cr mivel a vizsgálat során nem állt rendelkezésre a Csepelsziget talajtípusának megfelelő talajstandard referenciaelem a Fe (mintákban az átlagos koncentrációja 6,5-7,5%) félkvantitatív eredményeknek tekinthetők jelintenzitás (cps) koncentráció (mg/kg) A mért koncentrációk összehasonlítása a 1/2. (VI.2.) KÖM-EÜM-FVM-KHVM együttes rendelettel, amely a felszín alatti víz és a földtani közeg minőségi védelméhez szükséges határértékeket tartalmazza

11 1/2. (VI. 2.) KÖM-EÜM-FVM-KHVM együttes rendelet a felszín alatti víz és a földtani közeg minőségi védelméhez szükséges határértékekről Elem A érték (környezeti háttérérték) B érték (szennyezettségi határérték) C 1 érték (intézkedési határérték) C 2 érték (intézkedési határérték) C 3 érték (intézkedési határérték) As Ba Cd, Co Cr Cu Hg,15, Mo Ni Pb Se, Sn Zn

12 Motorkerékpárgyár eredményei összesen 32 darab talajminta vizsgálata A koncentrációk C 3 intézkedési határérték szerinti összehasonlítása: Cu: átlagkoncentrációja 12 mg/kg (C 3 :4 mg/kg) Zn átlagkoncentrációja 226 mg/kg (C 3 :2 mg/kg) Pb átlagkoncentrációja 651 mg/kg (C 3 :6 mg/kg) Cr átlagkoncentrációja 296 mg/kg (C 3 :8 mg/kg)

13 koncentráció (mg/kg) koncentráció (mg/kg) koncnetráció (mg/kg) koncentráció (mg/kg) Cink (Zn) a talajrétegekben Réz (Cu) a talajrétegekben cm 4 cm cm 4 cm motorkerékpárgyár talajmintái motorkerékpárgyár talajmintái Ólom (Pb) a talajrétegekben Króm (Cr) a talajrétegekben cm 4 cm cm 4 cm motorkerékpárgyár talajmintái motorkerékpárgyár talajmintái

14 Varrógépgyár eredményei 24 darab talajminta vizsgálata A varrógépgyár mintáiban nem volt kimutatható a Pb (<3 mg/kg) A koncentrációk C 3 intézkedési határérték szerinti összehasonlítása: Cu átlagkoncentrációja 51 mg/kg (C 3 :4 mg/kg) Zn átlagkoncentrációja 111 mg/kg (C 3 :2 mg/kg) Cr átlagkoncentrációja 227 mg/kg (C 3 :8 mg/kg)

15 koncentráció (mg/kg) koncentráció (mg/kg) koncentráció (mg/kg) Réz (Cu) a talajrétegekben Cink (Zn) a talajrétegekben cm 4 cm cm 4 cm varrógépgyár talajmintái varrógépgyár talajmintái Króm (Cr) a talajrétegekben cm 4 cm varrógépgyár talajmintái

16 Az átlagminták eredményei Hasonló technológiák zajlottak mindkét területen (galvanizálás, festés, mázolás, forgácsolás) Ennek ellenére a motorkerékpárgyár területe szennyezettebb a varrógépgyár területénél oka: az előállított termék más, eltérő festékek alkalmazása (a motorkerékpárgyár festéke tartalmazhatott ólmot), illetve a terület bolygatottsága A varrógépgyár területe feltehetően bolygatott, feltölthették, ezt igazolja, hogy a 4 cm mélységből származó legtöbb minta elemkoncentrációja nagyobb, illetve a mintavételezés során elszórtan talált törmelékdarabok

17 koncentráció (mg/ kg) koncentráció (mg/kg) koncentráció (mg/kg) koncentráció (mg/kg) Réz (Cu) az átlagmintákban Cink (Zn) az átlagmintákban talajminták átlagai Ólom (Pb) az átlagmintákban talajminták átlagai Króm (Cr) az átlagmintákban talajminták átlagai talajminták átlagai

18 Összefoglalás A több, mint 1 éven át folytatott intenzív ipari termelés jelentős mértékben szennyezte a talajt. A kimutatott szennyezőanyagok egyértelműen hozzárendelhetők az adott területen korábban folytatott tevékenységhez. A motorkerékpárgyár területe erősen szennyezett, a vizsgált négy elemből három koncentrációja túllépi a C 3 határértéket. A varrógépgyár területén a szennyezettség jelentősen kisebb, csak a Cu koncentrációja és az sem minden pontban lépi túl a határértéket.

19 Köszönetnyilvánítás Szakdolgozatom elkészítéséhez nyújtott segítségéért szeretnék köszönetet mondani: témavezetőmnek Dr. Óvári Mihálynak, Dr. Varga Imre Péternek, a talajmintákon végett műszeres vizsgálatokért Dr. Barkács Katalinnak és doktori hallgatóinak

20 Köszönöm a figyelmet! Köszönöm a figyelmet!

21 Válasz a Bíráló kérdéseire A gyár területén a talaj felső rétege szemmel láthatóan jelentősen bolygatott, a több, mint 1 éves emberi tevékenység miatt az eredeti talajhoz képest a szerkezete és az összetétele megváltozott. A hullámhosszdiszperzív (WD-)XRF detektora jelentősen kisebb térszögből veszi a röntgenfotonokat, emiatt azok száma és ezzel a kapott jel intenzitása kisebb, mint az enegiadiszperzív (ED-)XRF esetében. Ezt figyelembe véve a hatásfok megnevezés talán vitatható, de a hivatkozott irodalmi forrás is így említi.