Fúrási iszaptárolók környezetvédelmi felülvizsgálatának tapasztalatai Dr Szabó Imre tanszékvezető egy. docens Közreműködők: Miskolci Egyetem, Hidrogeológiai Mérnökgeológiai Tanszék Szent István Egyetem, Talajtani és Agrokémiai Tanszék Márk Bt, Zalaegerszeg Zalatárnok, Zsana, Algyő, Cserebökény, Kiszombor
A környezetvédelmi felülvizsgálat célja Az átmeneti tárolást a 102/1996.(VII.12.) Korm.rendelet max. 3 évben engedélyezte a meglévő veszélyeshuladéktárolók esetében Környezetvédelmi felülvizsgálat készítése a véglegessé nyílvánításhoz vagy a rekultivációhoz!
Az előadás tartalma A visgált iszaptárolók A lerakott iszap jellemzői Elvégzett vizsgálatok Fizikai-kémiai vizsgálatok Hidrodinamiakai és transzportmodellezés Vízháztartási vizsgálatok Eredmények értékelése, összefoglalás
ALGYŐ Lerakott iszapmennyiség: 52.000m3 Iszapvastagság:4.5-5.5m CSEREBÖKÉNY Támasztó töltés
CSEREBÖKÉNY részben üres medence Lerakott iszapmennyiség:63.000m3 Szabad kapacitás: 31.000m3 Iszapvastagság: 4,5-5,5m megtelt medence
KISZOMBOR (támasztótöltéssel védett lokális mélyedés feltöltése) Iszapvastagság:3,0-3,5 m
ZALATÁRNOK Helyszínrajz MM- magfúrások MF ferde fúrások A,B,C..új monitoring kutak Mta- talajmintavétel 105 Meglévő monitoring kút
ZALATÁRNOK, FÖLDTANI SZELVÉNY A MEDENCÉK HELYÉN
A LERAKOTT ISZAP JELLEMZŐI és A SZENNYEZETTSÉG VIZSGÁLATA Vizsgált paraméterek: A fúrási iszap veszélyeztető potenciáljának megismeréséhez Cu, Cd, Ni, Zn, Pb, Mn, As, Cr és F Az iszap hidraulikai jellemzői A talajvizek minőségének meghatározásához ph, SZOE, UV (ásványolaj), összes oldott anyag, Zn, Cu, Pb, As, Cr, Cd, Ni)
A iszap-eluátum As és Zn tartalma (Cserebökény) 1000 As [µg/l] 100 10 C B A vizes acetát-pufferes savas As (mg/l) 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Az átlagminta száma A határérték B határérték C 2 határérték Zn 10000 vizes kivonat 1000 C2 acetát-pufferes savas kivonat Zn [ g/l] 100 10 1 * * B A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 vizes acetát-pufferes savas Az átlagminta száma * méréshatár alatti eredmények A határérték B határérték C2 határérték
As [mg/kg száraz tömeg] 18 16 14 12 10 8 6 B A As C2:40 mg/kg C 2 határérték: 40 mg/kg száraz tömeg Az iszap As és Zn tartalma (Cserebökény) 4 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Az átlagminta száma 220 200 180 160 Zn A határérték B határérték B C 2 határérték: 1000 mg/kg száraz tömeg C2:1000mg/kg Zn [mg/kg száraz tömeg] 140 120 100 80 60 A 40 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Az átlagminta száma A határérték B határérték
A tartományba eső minták darabszáma [db] 1200 1000 800 600 400 200 0 0 0 2 160 38 0 8 44 85 116 1124 611 213 53 Mérési adatok száma: 37 db Számított ciklusszám: 2500 db 14 14 4 9 2 3 0 0 9.E-12 2.E-11 4.E-11 6.E-11 8.E-11 1.E-10 3.E-10 5.E-10 7.E-10 9.E-10 2.E-09 Szivárgási tényező [k; m/s] 95% 100 90 80 A lerakott fúrási iszap szivárgási tényezője k (m/s) 95 %-os gyakorisághoz tartozó szivárgási tényező 97.5 %-os gyakorisághoz tartozó szivárgási tényező k=5.00e-10 szivárgási tényezőhöz tartozó gyakoriság = 99% 70 Gyakoriság [%] 60 50 40 30 20 10 0 1.00E-11 1.10E-10 2.10E-10 3.10E-10 4.10E-10 5.10E-10 6.10E-10 7.10E-10 8.10E-10 9.10E-10 1.01E-09 1.11E-09 1.21E-09 1.31E-09 1.41E-09 3.1x10-10 Szivárgási tényező [k; m/s] k (m/s)
Zn Zn koncentráció értékek a talajvízben (Zalatárnok)
A monitoring rendszer kútjainak vízkémiai elemzési adatai (Zn) 1000 900 800 700 Zn [µg/l] 600 500 400 C2 1. Kút 2. Kút 3. Kút 0. Főgyűjtő 300 200 100 B A 0 87.04. 88.05. 89.05. 90.05. 91.05. 92.05. 93.05. 94.05. 95.05. 96.05. 97.05. 98.05. 99.05. 00.05. 01.05. 02.05. Dátum a főgyüjtő aknában mért Zn tartalom Cserebökény A határérték B határérték C2 határérték
Talaj-víz rendszerben a Zn Zn adszorpció alakulása a ph érték függvényében
A medencék alá fúrt ferde fúrások talajmintáinak Zn Zn elemzési adatai Zalatárnok
Zn A Zn-tartalom és és a ph ph érték eloszlási görbéi a magfúrások talajmintáiban ph (Zalatárnok)
nagyátmérőjű függ. fúrások A mért oldható Zn Zn koncentráció regresszióanalizise r=0,57 B;D;E;G;H fúrások Zn r=0.79 (Zalatárnok)
A ph érték változása a mélységgel MM jelű nagyátmérőjű fúrások ph (Zalatárnok)
A szennyezőanyag kijutásának fiziko-kémiai vizsgálatai Elvégzett vizsgálatok: Adszorpciós és kioldási vizsgálatok a szennyezőanyag várható mozgási irányára nézve Szennyezőanyag talaj iszap kölcsönhatásának vizsgálata Extrakciós vizsgálatok A szennyezőanyag kijutásának valószínűségére, esélyére, mértékére nézve
iszap Medence alatti talaj Adszorpciós vizsgálatok az az iszaptároló medencék alján (Zalatárnok)
Adszorbeált cink mg.g -1 70 60 50 40 30 20 10 talaj Zn iszap talaj iszap Zn Zn és és Cr Cr adszorpciós vizsgálatok a medencék alján (Cserebökény) 0 0 200 400 600 800 1000 80 Egyensúlyi koncentráció µg.l -1 70 iszap talaj Megállapítások: -A -A talaj talaj kb. kb. 1,5-szer 1,5-szer több több cinket cinket képes képes megkötni megkötni mint mint az az iszap iszap a a nagyobb nagyobb adszorpciós adszorpciós kapacitása kapacitása következtében következtében -Kis -Kis koncentráció koncentráció tartományban tartományban az az iszap iszap kb. kb. 2.5-szer 2.5-szer több több krómot krómot képes képes megkötni megkötni mint mint a a talaj talaj (l.köv.ábrán) (l.köv.ábrán) Adszorbeált króm mg.g -1 60 50 40 30 20 10 talaj iszap 0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 Egyensúlyi koncentráció mg.l -1 Cr
Adszorpciós vizsgálatok eredménye (Cr (Cr kis kis koncentráció tartomány) Adszorbeált króm mg.g -1 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 iszap talaj Cr iszap talaj 0 0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 Egyensúlyi koncentráció mg.l -1 (Cserebökény)
Forróvizes extrakciós vizsgálat eredménye (Zn (Znesetén) 0.8 Zn koncentráció mg.l -1 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 talaj iszap talaj iszap Megállapítások: -az alsó 1 méternyi iszap teljes kioldódásáig kb 220 évre lenne szükség 0.0 2 4 6 8 10 Frakciók száma (Cserebökény)
Forróvizes extrakciós vizsgálat eredménye (Zn (Znesetén) A talaj- és iszapmintán átáramló víz oldott cinkkoncentrációja kilogrammonként kb. 30 l víz átfolyásáig a talaj cinktartalmát csökkenti, ezután megfordul a folyamat és a talajban gyűlik fel a szennyeződés. Az így kicserélődött Zn mennyisége 20,1 mg/kg a metszéspontig, vagyis az egyensúly beálltáig. Ez az érték jelentősen alatta marad a B szennyezettségi határértéknek Vízháztartási vizsgálatok alapján a teljes kioldódáshoz legalább 200 évre lenne szükség (Cserebökény)
Transzportmodellezés vízbázis közelében lévő lévő iszaptároló medence esetében Az Az alkalmazott vízföldtani modell medencék Iszaptároó edence 1 2 (Zalatárnok)
+ = v x R D x z R erf e v x R D x z R erf c c D z v 1 1 2 0 ( ) ) [0, 0, 0 = = z zt c t ( ) 0, 0 0 > = = t c t z c z = 0 > 0 t z c z A peremfeltételek A transzport egyenlet megoldása (OGATA,1961) A retardációs állandó meghatározása A retardációs állandó meghatározása -100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 0 200 400 600 800 1000 Zn koncentráció mg.dm -3 Az átfolyt víz mennyisége, cm 3 z c v z c D t c R = 2 2 A transzportegyenlet A cink transzport mérési eredményei mérési pontok Illesztett áttörési görbe
Transzportmodellezés eredménye a vízbázis közelében lévő lévő iszaptároló medence esetében
Transzportmodellezés az az alföldi iszaptározók esetében 1. A hidrodinamikai számítások eredményei a 10, 20, 30, 40, 50 és 100 év múlva kialakuló nyomásszintek 2. A víz mozgása sebességének érzékeltetése 75, 100, 300 és 1000 éves elérési időhöz tartozó áramvonalakkal 3. A transzportszámítások eredményei 100 éves időszakra 10 éves időközönként kialakuló koncentráció-eloszlások
Hidrodinamikai számítások eredményei 400 13F 300 10F 200 7F F3 100 F2 F4 F5 8F 11F 14F 400 13F 6F F1 300 10F 0-100 -200 12F 9F -200-100 0 100 200 300 400 500 200 100 0 7F F3 F2 6F 9F F1 F4 F5 8F 11F 14F -100 (Kiszombor) -200 12F -200-100 0 100 200 300 400 500
Hidrodinamikai számítások eredményei 700 Nyugalmi yomásszintek 600 500 400 1 2 Fúrási iszaptároló Permanens állapotra jell. nyomásszintek a beszivárgás figyelembe vételével 300 200 3 700 100 600 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 500 400 1 2 300 200 3 (Algyő) 100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100
A 300 és és 1000 éves elérési időkhöz tartozó, az az iszaptest aljáról induló áramvonalak képe (kedvező vízzáróságú altalaj) 300 év 1000 év (Algyő)
A 75 75 és és 100 éves elérési időkhöz tartozó, az az iszaptestaljáról induló áramvonalak képe (átlagos vízzáróságú altalaj) 75 év 100év (Kiszombor)
450 400 Transzportszámítások eredményei Zn-transzportra 8000 8000 µg/l µg/l koncentráció esetén esetén kedvező vízzáróságű altalajra 2 1 350 300 250 3 50év 200 450350 400 450 500 550 600 2 650 700 1 400 350 300 100 év 250 200 350 400 450 500 550 600 650 700 3 (Algyő)
Az Az algyői veszélyeshulladék-lerakó lezárásának vizsgálata A vizsgálandó szelvény felépítésénél figyelembe kell venni a terület földtani felépítését, a tárolt iszapmennyiséget és az egyes rétegek talajfizikai jellemzőit. Nincs lezárás, Nem veszélyes hulladéklerakók rendezetlen állapot Nincs lezárás, füvesítve Veszélyes hulladéklerakók Bentonitszőnyeg A vizsgált szelvények felépítése
A VÍZHÁZTARTÁSI VIZSGÁLAT EREDMÉNYEI AZ ISZAP SZIVÁRGÁSI TÉNYEZŐJÉNEK FÜGGVÉNYÉBEN (Algyő) Az iszaprétegen átszivárgó vízmennyiség [mm/év] 150.00 140.00 130.00 120.00 110.00 100.00 90.00 80.00 70.00 60.00 50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 Nincs lezárás, rendezetlen állapot Nincs lezárás, füvesítve 5 10-8 1 10-8 5 10-9 1 10-9 5 10-10 1 10-10 5 10-11 1 10-11 "A" eset, nincs lezárás, a jelenlegi rendezetlen állapot "B" eset, nincs lezárás, füvesítve "C" eset, a nem veszélyes hulladékok felső szigetelőrendszere "D" eset, a veszélyes hulladékok felső szigetelőrendszere "E" eset, alternatív lezárási lehetőség bentonitszőnyeggel Nem veszélyes hulladéklerakók Veszélyes hulladéklerakók Bentonitszőnyeg Az iszap szivárgási tényezője k [m/s]
Köszönöm a figyelmet! Dr. Szabó Imre Miskolci Egyetem Hidrogeológiai Mérnökgeológiai Tanszék tel: (46) 565-076 GSM: 20-3311-432 e-mail: hgszabo@uni-miskolc.hu Letöltés: www.geoszabo geoszabo.hu