Vízvédelem KM011_1 2015/2016-os tanév II. félév 7. rész: Hazánk felszíni és felszín alatti vizeinek állapota Dr. habil. Zseni Anikó egyetemi docens AHJK, Környezetmérnöki Tanszék Természeti adottságok: vízhálózat vízfolyások határon túlról érkeznek (kivétel: Zala, Kapos, Zagyva, néhány kisebb) vízfolyásaink befogadója a Duna Balaton, Fertő-tó, Velencei-tó: önálló vízrajzi egységek kisebb tavak a vízfolyás-hálózattól szinte teljesen függetlenek 1
Felszíni vízhálózat és országhatárok a Duna vízgyűjtőjében (forrás: ICDPR honlap) Természeti adottságok: vízföldtani viszonyok Felszín alatti víztartó képződmények: törmelékes medenceüledékek (terület t. m. ¾-én) karsztos kőzetek (terület 20%-a) egyéb földtani képződmények 2
Felszíni vizeket érő terhelések: pontszerű kibocsátások A felszíni vizek pontszerű szennyvíz terhelése, 2007 (forrás: VITUKI, KvVM VAL/VÉL adatbázis) 67% 80% 18% 17% ezeken felül: 700 millió m 3 tisztítást nem igénylő használtvíz (hűtővizek, bányászati eredet, termálvíz hasznosítás) Felszíni vizeket érő terhelések: pontszerű kibocsátások 3
Felszíni vizeket érő terhelések: pontszerű kibocsátások kommunális szennyvíz: össz-kibocsátás 67%-a, szerves anyag t.m. 80%-a, tápanyagok: t.m. 90%-a 4% tisztítatlanul, 24% mechanikai tisztítás, 72% biológiai tisztítás ipari szennyvíz: mennyisége csökken 75% feldolgozóipar (élelmiszer-, vegy-, textil-, papíripar) víztisztítási eljárások hatásfoka javul szocialista nagyüzemek bezártak környezetbarát gyártási technológiák IPPC-üzemek BAT szennyezőanyag kibocsátások lehető legalacsonyabb szinten tartása mezőgazdaság: halgazdaságok időszakos leeresztései, nagy létszámú állattartó telepek Felszíni vizeket érő terhelések: pontszerű kibocsátások Kommunális és ipari szennyvíz bevezetések (Forrás: VGT, 2009) 4
Felszíni vizeket érő terhelések: diffúz kibocsátások mezőgazdasági művelésű területekről, állattartó telepekről származó bemosódások (szerves trágya, műtrágya és növényvédőszerek, stb.) csatornázatlan településekről a nem megfelelő szennyvízelhelyezés, szikkasztás miatt települések burkolt felületeiről származó bemosódásokból (pl. csapadékvizekkel) szennyezett talajvizek beszivárgásaiból belvizekkel szállított bemosódásokból szennyezett területekről, illegális vagy korszerűtlen hulladéklerakókból származó kimosódásokból légköri szennyezőanyagok kiülepedéséből, kimosódásából, stb. Felszíni vizeket érő terhelések: diffúz kibocsátások diffúz forrásokból: elsősorban a tápanyagok esetében jelentenek problémát N- és P-tartalmú szennyezőanyag: fele-fele pontszerű és diffúz forrásból terhelés területi eloszlása viszont különbözik: pontszerű: Budapest és néhány nagyváros kibocsátásában összpontosul víztestek 80%-a: a diffúz terhelés nagyobb mint a pontszerű terhelés 5
Felszíni vizeket érő terhelések: pontszerű és diffúz kibocsátások Duna teljes (!) vízgyűjtőjét érő terhelések: tápanyagok 2.: településeken csapadékkal bemosás + csatornázatlan területek (diffúz) Nitrogén települési: 27% Foszfor települési: 64% mg-i: 45% 21% légköri: 39% 6
Felszíni vizeket érő terhelések: határon túlról érkező szennyezések Belépő és kilépő szennyezőanyag áramok mérlege (Forrás: DaNUbs projekt jelentés, 2004) magas tápanyag visszatartó képesség (kis fajlagos lefolyás, hosszú tartózkodási idő) Felszíni vizek minősége 1996-2006 átlaga (%), MSZ 12749 alapján a nagy folyók vízminősége elfogadható volt a kisvízfolyások állapota kedvezőtlenebb volt, mert terhelésük esetenként jóval meghaladta öntisztuló képességük mértékét a nagy tavak vízminősége megfelelő volt a hazai állóvizekben és folyóvizekben az eutrofizáció jelentős mértékű volt, többségük az eutróf és a hipertróf kategóriába volt sorolható 7
Felszíni vizek minősége: ökológiai vízminőségi állapot Felszíni víztestek ökológiai minősítésének eredménye (%) (Forrás: VGT, 2009) Felszíni vizek minősége: ökológiai vízminőségi állapot Vízfolyások ökológiai osztályozása a víztestek száma és hossza szerint (Forrás: VGT, 2009) 8
Víztestek biológiai állapota (Forrás: VGT, 2009) vizsgált víztestek: 54%-a mérsékelt vagy gyenge; 16%-a elérte a jó állapotot nagyon sok helyütt adathiány! 9
Víztestek fizikai-kémiai állapota (Forrás: VGT, 2009) vizsgált víztestek több mint 40%-a elérte a jó állapotot szennyezési problémák: elsősorban tápanyagterhelés Felszíni vizek minősége: állóvíz víztestek minősége természetes állóvizek: döntően jó és mérsékelt osztály ( természetvédelmi szempontú védettség) szikes tavak: ökológiai állapot többnyire kiváló vagy jó Balaton, Fertő-tó, Velencei-tó: nyílt vizes részeken jó állapot erősen módosított állóvizek: 7% jó állapot mesterséges tavak (halastavak): állapotuk alig ismert 10
BOI JELENLEGI ÁLLAPOT I.-II.o. III.o. IV.-V.o. Clement, 2005 BOI ELŐREJELZÉS: 2015 I.-II.o. III.o. IV.-V.o. Clement, 2005 11
ÖSSZES (SZERVETLEN) NITROGÉN JELENLEGI ÁLLAPOT I.-II.o. III.o. IV.-V.o. Clement, 2005 12
ÖSSZES (SZERVETLEN) NITROGÉN ELŐREJELZÉS: 2015 I.-II.o. III.o. IV.-V.o. Clement, 2005 ÖSSZES FOSZFOR JELENLEGI ÁLLAPOT I.-II.o. III.o. IV.-V.o. Clement, 2005 13
ÖSSZES FOSZFOR ELŐREJELZÉS: 2015 I.-II.o. III.o. IV.-V.o. Clement, 2005 14
Duna 2860 km (Mo: 417 km) hosszú 817 ezer km 2, 19 ország, 81 millió ember átlagos évi középvízhozama Bp-nél: 2300 m 3 /s vízminősége jelentősen leromlott az 1950-es évek végétől kezdődően szennyvíztisztítók, ipari technológiák korszerűsítése, olajszennyezés csökkenése romlás megállt, 1994-2003 között a vízminőség több szempontból javult, a folyamat az 1990-es évek végétől lelassult ökológiai állapot: mérsékelt kémiai állapot: jó szerves- és tápanyagok: Bp-ig jó, alatta romlott (de Központi szennyvíztisztító telep 2010 őszétől üzemben: javul a vízminőség) kilépéskori vízminősége a nagy hígító- és öntisztuló képessége miatt közel azonos a belépéskori vízminőséggel 15
Tisza 966 km hosszú, ebből 597 km Mo-on átlagos évi középvízhozama Szegednél 800 m 3 /s kilépő szelvény vízhozama 3,5-ször nagyobb, mint a belépő vízminőségét meghatározza: külföldről érkező mellékvízfolyások terhelt vizei hazai területek kommunális és ipari eredetű szennyvízbevezetései az Alföld mezőgazdaságának diffúz szennyezései Sajó, Bodrog: már nem rontja számottevően a minőséget Szamos, Maros: közel azonos vízmennyiség, de szennyezettebb Kraszna, Lónyai-csatorna, Zagyva: kisebb, de lényegesen szennyezettebb ökológiai állapot: mérsékelt ( kisebb hígító hatás, jelentős hidromorfológiai beavatkozások) kémiai állapot: nem megfelelő (elsősorban Cd és PAH túllépés) 16
Rába vízgyűjtő 1/3-a Ausztria, 2/3-a Mo területén évi átlagos vízhozama 55-60 m 3 /s Sárvár-Győr: szabályozott országhatár-sárvár (130 km): többnyire természetes állapotú, vadvízi jelleg, zöld folyosó (2006 óta ramsari terület) vízminőségét elsősorban az osztrák vízgyűjtő területekről származó terhelések határozzák meg 2003: habzás, okok összetettek: bőripai szennyvizek (helyzet javult) szennyvíztisztító telepek kibocsátásai termálvizet használó energetikai létesítmény hőszennyezése (mára megszűnt) sóterhelése is megnőtt, ami a Mo-i öntözési hasznosítást kedvezőtlenül érinti Balaton 605 km 2, 2 milliárd m 3, átlagos vízmélység 3,5 m sekély környezeti hatásokra érzékeny 20. szd. 2. fele: gyorsuló eutrofizáció beavatkozások: vízgyűjtőre kiterjedő csatornázási és szennyvíztisztítási program a régióban keletkezett tisztított szennyvizek Duna vízgyűjtőbe történő elvezetése az egykori természetes szűrőként működő Kis-Balaton védőmű szakaszos üzembe helyezése a vízgyűjtőn a műtrágya felhasználás csökkentése és a hígtrágya telepek bezárása vízfolyások torkolatába épített szűrőrendszer vízminőség javult mikrobiológiailag nem szennyezett ökológiai és kémiai állapot: jó 17
Balaton A Balaton medencéjében mért trofitási szint alakulása az 1982-2008 időszakban (Forrás: Balatoni Információs Tájékoztatási Rendszer, Közép-dunántúli KTVF) Velencei-tó szikes tó, összsótartalma: Ny-i med: Velencei-tavi Madárrezervátum: 3000 mg/l K-i med.: 4000 mg/l ph=8,5-9 nyílt vizes terület: jó állapot nádas-lápi terület: mérsékelt állapot ( biológiai elemek alapján) középső és K-i medence: jelentős meder- és nádkotrási, valamint partfalépítési és feltöltési munkák vízháztartása az 1990-es évek elején erősen deficitessé vált karsztvíz pótlás mikrobiológiailag fürdésre alkalmas tóparti települések szennyvize a Duna vízgyűjtőbe 18
Felszíni vizek állapotával kapcsolatos fő problémák Jelentős vízgazdálkodási kérdések: a vizeinket érő szerves anyag- és tápanyagterhelések ( szennyvíz bevezetés + diffúz terhelés) felszíni vizeket veszélyeztető anyagok bevezetése ( nem megfelelően tisztított ipari szennyvizek, ismeretlen anyagok, rendkívüli szennyezések, diffúz terhelések) termálvíz bevezetések ( hőszennyezés, fenol, PAH) a felszíni vizek ökológiai állapotát befolyásoló hidromorfológiai változások ( élőlények hossz menti mozgásának korlátozottsága, folyók szabályozottsága, árvízvédelmi létesítmények, belvízvédelmi tevékenység, aszály) Felszín alatti vizek: mennyiségi állapot = talajvíz = rétegvíz 19
Felszín alatti vizek: mennyiségi állapot - talajvízszintek A talajvízszintek legkisebb terep alatti mélysége a 2001-2008 közötti időszakban (Forrás: VITUKI Nonprofit Kft.) Felszín alatti vizek: mennyiségi állapot - talajvízszintek Az 1956-60 közötti időszak átlagos és a 2008. évi közepes talajvízszintek különbségének területi eloszlása (Forrás: VITUKI Nonprofit Kft.) 20
Felszín alatti vizek: mennyiségi állapot A sekély porózus és sekély hegyvidéki vízestek mennyiségi állapota (Forrás: VGT, 2009) Felszín alatti vizek: mennyiségi állapot - rétegvízszintek Simonffy Zoltán, 2005 21
Felszín alatti vizek: mennyiségi állapot A karszt és termál porózus víztestek mennyiségi állapota (Forrás: VGT, 2009) Felszín alatti vizek: mennyiségi állapot - karsztvízszintek Simonffy Zoltán, 2005 22
Felszín alatti vizek: mennyiségi állapot - karsztvízszintek A Dunántúli-középhegység karsztvízszintjének megváltozása a nagyarányú bányászati vízkitermelés hatására Felszín alatti vizek: mennyiségi állapot - karsztvízszintek 23
Felszín alatti vizek: szennyeződéssel szembeni érzékenység Forrás: KvVM Felszín alatti vizek: szennyeződéssel szembeni érzékenység ivóvízbázisok védőterületei: fokozottan érzékeny területek 1775 db közcélú felszín alatti ivóvízbázis közüzemű vízművek által termelt víz 2/3-a sérülékeny ivóvízbázisból (felszíni eredetű szennyezés kevesebb mint 50 év alatt elérheti) nyílt karsztok, parti szűrésű vizek, hordalékkúpok, homokos fedőjű hátsági területek nitrátérzékeny területek: fokozottan érzékeny és érzékeny területek nitráttartalom meghaladja vagy mg-i tevékenység hatására meghaladhatja az 50 mg/l-t ország területének 46%-a nyílt karsztok, felszín közeli karsztok, porózus vízadók, ivóvízbázisok védőterületei, belterületek, ahol az állattartás megengedett, nagy állattartó területek 24
Felszín alatti vizeket érő terhelések: pontszerű és diffúz kibocsátások pontszerű kibocsátások: illegális települési folyékony hulladék lerakók bezárt, rekultiválásra váró hulladéklerakók felhagyott bányákat elárasztó vizek meddőhányókból kimosódó nehézfémek felhagyott vagy működő ipari területek állattartó telepek szerves trágya tárolása diffúz kibocsátások: mezőgazdaság: trágyák és növényvédőszerek települések: csatornázatlanság, belterületi állattartás Felszín alatti vizeink állapota szennyezésekre nagyon érzékenyek parti szűrésű vizek folyó vízminőségével összefüggésben talajvizek talajvízszint süllyedés bakteriális szenny., ammónia, nitrit, nitrát, Fe, Mn rétegvizek metán, vas, mangán, ammónia, arzén fokozódó rétegvízkitermelés talajvízből leszivárgás karsztvizek karsztvízszint-csökkenés a múltban (bányászat) alacsony Fe, Mn, Al, viszont nagy keménység 25
Felszín alatti vizek minőségi állapota Felszín alatti vizek maximális nitrát koncentrációja 2004-2007 (Forrás: VITUKI Nonprofit Kft. nyomán, KvVM) Felszín alatti vizek minőségi állapota Felszín alatti vizek maximális nitrát koncentrációjának változása a 2000-2003 és 2004-2007 közötti időszakban (Forrás: VITUKI Nonprofit Kft. nyomán, KvVM) 26
Felszín alatti vizek minőségi állapota: kémiai állapot gyenge állapot leggyakoribb oka: diffúz nitrát szennyezés = talajvíz = rétegvíz A felszín alatti víztestek kémiai állapota víztest-típusonként (Forrás: VGT, 2009) Felszín alatti vizek minőségi állapota: kémiai állapot A sekély porózus és sekély hegyvidéki víztestek minőségi állapota (Forrás: VGT, 2009) 27
Felszín alatti vizek minőségi állapota: kémiai állapot A karszt és termálkarszt víztestek minőségi állapota (Forrás: VGT, 2009) A vizek védelmével kapcsolatos intézkedések, célkitűzések Vízgyűjtő-gazdálkodási terv intézkedési programja Ivóvízminőség-javító program Nemzeti Szennyvízelvezetési és-tisztítási megvalósítási Program Nitrát-és fürdővíz-minőségi irányelvvel kapcsolatos feladatok Vízbázis-védelmi Program Országos Környezeti Kármentesítési program Vásárhelyi terv Továbbfejlesztése Nemzetközi vízügyi együttműködésekkel kapcsolatos feladatok 28
Magyarország termálvizei Geotermikus grádiens: 5 C/100m Termálvizek: kifolyó víz T 30 C 1. medencebeli porózus hévíztározók elterjedés: főleg az Alföldön alkáli-hidrogénkarbonátos, mélyebben kloridos, 1-3 g/l só szénhidrogénekkel együtt metán, olaj, fenol 2. hasadékos hévíztározók (termális karsztvizek) már a rómaiak is triász, kréta mészkő, dolomit kiemelt hegységként nagy mélységben (Igal, Zalakaros, Bük) Ca-hidrogénkarbonátos (mélyen: NaCl) CO 2 : kutak csövét és szerelvényeit támadja 29
30
31
Termálkutak kifolyásnál mért vízhőmérséklet szerinti eloszlása (forrás: VITUKI Nonprofit Kft.) 1. karsztos hévforrás 2. nyitott karsztos hévíztározót megcsapoló kút 3. hidegvízű rétegekkel hidraulikailag kapcsolatban álló porózus hévíztárolót megcsapoló kút 4. Zárt, utánpótlás nélküli porózus hévíztárolót megcsapoló kút 5. Zárt, utánpótlás nélküli karsztos hévíztárolót megcsapoló kút 32
Magyarország termálvizei (folyt.) hévízfeltárások: 19. szd.-tól, fellendülés a 20. szd. közepi olajkutatásokkal hévízkutak hasznosítása hőveszteség és vízpazarlás Termálvizek hasznosítása a) mint anyag (közvetlen): ivóvíz készítésére, fürdésre, öntözésre a vízben oldott só és/vagy gáz kinyerésére b) mint hőhordozó (közvetett): villamos áram termelésre és közvetlen hőhasznosításra c) a fentiek kombinációjára Közvetlen: gyógyítás (balneológia): Szennyeződik szennyvíz kezelés elengedhetetlen Közvetett - mezőgazdaság, ahol a növénytermesztő telepek hőellátását biztosítják: növényházak vagy fóliasátrak ha a termálvíz hőmérséklete eléri a 40 60 C-t terményszárítás, előszárításként hőszivattyús rendszerekben 33
Hévízkutak hasznosítás szerinti megoszlása a kifolyóvíz hőmérséklete szerint (2000) Hőfok ( C) Kutak száma (db) % Hasznosítás (kút db) F V M I K T R Z E S 30-39,9 581 42 59 183 72 29 1 9 0 84 40 101 40-49,9 283 20 91 22 16 17 2 20 0 36 45 27 50-59,9 132 11 45 7 17 10 2 14 4 13 12 7 60-69,9 121 10 32 0 17 6 1 25 7 18 3 10 70-79,9 70 7 8 0 23 4 6 16 2 8 2 1 80-89,9 50 5 4 0 33 3 2 1 0 6 1 0 90-99,9 48 5 4 0 31 1 5 0 0 5 0 2 > 100 3 0,2 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 Össz. 1289 100 243 212 210 70 20 85 13 172 103 148 F: Fürdő, V: ivóvízellátás, M: mezőgazdasági, I: ipari, K: kommunális, T: többcélú, R: visszasajtoló, Z: lezárt, E: észlelőkút, S: selejt Minősített gyógyvizekkel rendelkező települések 34
Termálvizek környezeti problémák Csurgalékvizek: Sóterhelés Eutrofizáció Anyagcsere zavarok az élő szervezetekben Öntözésre való használat során szikesedést okozhat Hőterhelés ( átmeneti tározás, hűtőtavak) Anyagcsere zavarok Toxikus anyagok oldhatósága megnő Faji összetétel megváltozása Szerves anyag terhelés Oxigénhiány Fenolterhelés, ammóniumterhelés, Na egyenérték % magas Termálvizek környezeti problémák Kitermelés: karsztok: nyomáscsökkenés utánpótlódás hideg, szennyezett víz porózus kőzetek: lazább kapcsolat a felszínközeli vizekkel jelentősebb nyomáscsökkenés felszínközeli vízszintsüllyedés, termálvizek hűlése, szennyeződése 35
Hévíztároló kőzetekbe való visszajuttatás kitermelés: engedélyköteles Törvényi szabályozás 2004 - (220/2004. (VII.21.) Kormányrendelet) energetikai célra (növénytermesztés) kitermelt termálvíz általános visszatáplálási kötelezettsége! 2004- visszasajtolási kötelezettség csak az új telepítésekre 2010 a meglévőkre is kiterjedt Kertészeti termelésben a geotermikus energiahasznosítás ellehetetlenülése 2014-ben az Országgyűlés megszavazta a terzettségének eltörlését! A használt termálvizek elhelyezése felszíni tárolókban is lehetségessé vált - a kibocsátási határértékeknek való megfelelés teljesítése mind fizikai, mind kémiai és mikrobiológiai paraméterek tekintetében! 36