Valóban romlik-e a Palatinus-tó minősége a második évezred küszöbén?
(Vizsgálatok a tónál)

Készítette: Rupert Anikó kémia – környezettan tanár

Témavezetők: Dr. Barkács Katalin adjunktus, dr. Bencze László docens

A BEBTE részéről kiegészítette, valamint a Palatinus-tó keletkezésére vonatkozó részt írta: Lieber Tamás


Bevezetés

 

Munkám célja nyomon követni az Esztergom-Kertváros területén elterülő Palatinus-tó vízminőségének változását. Korábbi mérések adatai nyújtottak segítséget abban, hogy milyen irányú vizsgálatokat célszerű végrehajtani. Ezeket a méréseket részben egy helyi természetvédő egyesület, részben az ő felkérésükre ELTE-s diákok végezték. 

A Benedek Endre Barlangkutató és Természetvédelmi Egyesület (BEBTE) a kilencvenes évek eleje óta foglalkozik a Palatinus-tó helyzetével. Több cikk is jelent meg a társaság munkájáról a 24 Órában, a Zöld Magyarországban, a Természet Világában és az Élet és Tudományban is. A teljesség igénye nélkül néhány cikk ezek közül:  24 Óra c. napilap: Megfigyelés alatt a Palatinus (1999. január 24.); Fürödni lehetne, inni nem (1999. március 2.); Az egyetem is segít a természetvédőknek (2000. február 19.); Zöld Magyarország: Fókuszban a Palatinus tó (2000. július). A természetvédő egyesület fontosnak tartja a környékbeliek megfelelő tájékoztatását, és egyben a környezettudatos magatartás kialakítását. Ennek érdekében a városban több ízben és több helyen plakátokat helyeztek el, melyeken színes fotók illusztrálják, hogy milyen szennyezések adódnak az emberi felelőtlenségnek köszönhetően. Például a vízfenéken talált gumiabroncs képe, amelyet teljesen benőtt a növényzet, és kagylók lepték el.

A BEBTE 1993-ban vetette fel elsőként, és 1995-ben tett kísérletet, hogy a közvélemény figyelmét a mintegy 30 hektáron elterülő tóra terelje. Ez azért is fontos, hiszen a tónál strand üzemel, és a környék lakói szívesen töltik itt el szabadidejüket. A vízminőségnek így meg kell felelnie a fürdővízre vonatkozó szabványoknak.  1997-ben a tereprendezés során újabb kistavakat hoztak létre növelve ezzel a szennyeződés lehetőségét, mivel a tavak a Palatinus-tóval közvetlen összeköttetésben vannak.  A közelben levő erőműi zagytározót a dorogi gyógyszergyár szennyvíziszapjával töltötték fel. Jelenleg is folynak az arra vonatkozó vizsgálatok, hogy képes-e a csurgalékvíz az esetleges szennyezőket a tóba mosni.

A korábbi mérések során problémát jelentett, hogy ezek nem rendszeres időközönként történtek, és a mintavételezés a különböző időpontokban különböző helyeken történt. A terepi mérések során Merck Reflektoquant készüléket használtak. Laboratóriumi kísérletek alapján megállapítottam, hogy a tesztcsíkos készülék a tó vízminőségét jellemző koncentráció tartományban nem megfelelően érzékeny, a mérések reprodukálhatósága nem kielégítő. Ezeknek az adatoknak az alapján így csak tájékozódni lehetett, de hosszú távú következtetést nem lehetett levonni.

Az egyesület munkájához 2000. nyarán csatlakoztam, és figyelemfelkeltő kampányukat segítve egy cikket publikáltam az Élet és Tudomány című hetilap 2001. április 13-i számának diákoldal mellékletében, remélve, hogy a kollégák érdeklődését is sikerül felkelteni. A 2001. évi VII. Országos Felsőoktatási Tudományos Diákkonferencián kihelyeztem a városban is megjelentetett poszterek egyikét. Munkám célja elsősorban a tó, és a környező dísztavak vizének rendszeres, emellett egy-egy iszapminta és hulladéklerakói minta tájékozódó jellegű vizsgálata.

Célom továbbá a rendszeres mintavételezés, a meglévő adatok rendszerezése, és annak megállapítása, hogy mennyiben veszélyeztetik a dísztavak, illetve a hulladéklerakó a tó vízminőségét.


A Palatinus-tó keletkezése


A Palatinus- vagy hivatalos nevén Sátorkői-tó, az 1950-es években homokkitermelés következtében keletkezett. A homokot a dorogi szénbányák tömedékelő anyagként használták fel. Ez azt jelenti, hogy a kitermelt szén helyére, statikai szempontból homokot helyeztek. A homok bányászata egy idő után elérte a talajvíz szintjét, és mivel a gépekkel ezt a szintet megbontották a talajvíz felszínre került. A jelenlegi tó a Pilis és Gerecse hegységek között, az azok által körülhatárolt völgyben, mint vízgyűjtő helyezkedik el, és ez megmagyarázza a nagymennyiségű víz jelenlétét. A feltörő talajvíz kezdetben pocsolyákat, később a bányászat kiterjesztésével és mélyítésével tavacskákat, majd egyetlen tavat hozott létre. A homokos partoldal mállékonysága miatt a műveletet már nem lehetett a szárazföldről végezni, vízi kotrógép telepítése vált szükségessé. A munka kellő hatékonyságát úgynevezett Lévárdy-féle hydrop-technológiával sikerült elérni. Az úszó kotrógép sűrített levegőt nyomott a mederbe, ami fellazította a homokpadot. Az így keletkezett iszapot egy másik csövön a felszínre szivattyúzták. A szerkezettel jótékony hatásokat értek el, például az állandó tisztántartást. A meder partjáról az erózió és a fürdőzők miatt nagy mennyiségű homok csúszik vissza a fenékre, ennek következtében eltömődnek azok a források, ahol a hegyekből lefolyó talajvíz a felszínre jut. A kotrási művelet során a tó aljára leülepedett szilárd szennyeződéseket is eltávolították (háztartási hulladék, etetőanyag stb.). A kotrási elv másik kedvező hatása a tófenék levegőztetése. Az állandó szellőztetés az algák elterjedését gátolta, illetve jótékony hatással volt a halállományra

A tó hosszanti átmérője 800 méter, szélessége átlagosan 400 méter, átlagos vízmélysége pedig 10 méter. A tó legmélyebb pontja az öbölben van, ahol eléri a 12 métert. Ezen a ponton a 80-as évek elején 25 méter mélységet mértek. A Palatinus nyugati oldalára horgászstégeket építettek, melyekhez kivétel nélkül csatornázott házak tartoznak. Az északi és déli parton strandok üzemelnek. Óriási gondot jelent, hogy itt nincs kellő számú illemhely. A parton nagy mennyiségű a szezonális és kommunális hulladék, melynek eltakarításáról nem gondoskodnak. Korábban gondot jelentett az Esztergom-kertvárosi épületek derítőjéből átszivárgott szennyvíz, mára azonban a csatornázás megvalósítása miatt a probléma megoldódott.

Légifotó a Palatinus-tóról

A szennyvíziszap kezelése

 

1991 óta a gyógyszergyári szennyvíziszapot, amelyet az égetőmű pernyéjével kevernek, a Palatinus-tó közelében helyezik el. A pernyetározó a felső dísztó közvetlen közelében helyezkedik el, így veszélyeztetheti a dísztavak, és a fürdőtó minőségét is. Dorog városnak és a Richter Gedeon Rt.-nek komoly gondot okozott a gyáregységben keletkezett, a korábbi korszerűtlen technológiájú szennyvíztisztításból adódó szennyvíziszap ártalmatlanítása.  A dorogi veszélyeshulladék-égető beindulása előtt, az ártalmatlanításra nem volt megfelelő lehetőség, ezért a gyáregység területén 3 darab agyagszigetelésű tározómedencét alakítottak ki, összesen 34 000 köbméter kapacitással, az iszap tárolására. Az 1989-ben épült Dorogi Égetőmű (ma Onyx Kft.) Magyarország környezetvédelmi infrastruktúrájának egyik első európai színvonalú létesítménye. A jelentős műszaki-biztonsági fejlesztési program eredményeként évente 30 000 tonna szilárd, folyékony, pasztaszerű, ömlesztett, hordós és kiskiszerelésű ipari veszélyes hulladék komplex ártalmatlanítását végzi a magyar és az európai uniós előírásoknak megfelelően.

A tározómedencébe kerülő iszap (az általunk vizsgált minta alapján) mintegy 98%-a biológiai fölösiszap, igen kevés kémiai és semleges iszapot tartalmaz. Az iszap szárazanyag tartalma 5-7%, szerves oldószer extrakt értéke 3,1 g/szárazanyag kg, bomlása erőteljes bűzhatással járt, ezért az üzemet az ártalmatlanítás végrehajtására kötelezték, amire kétfokozatú technológiát alkalmaztak. Az első fokozatban a tározómedencéket szalmabálákkal lefedték, amivel az anaerob bomlási folyamatok beindulását tették lehetővé. A második lépésben a dorogi égetőmű pernyéjével keverték össze az előkezelt iszapot. A nagy felületű pernyével való folyamatos keveréssel az iszap anaerob bomlását segítették elő. Az eljárást a környezetvédelmi hatóság engedélyezte, mivel bizonyították, hogy a keletkező anyag nem toxikus.

1991-óta az iszap kezelése üzemszerűen folyik. Az anaerob bomláson keresztülment zagyot a tárolómedencék melletti területen keverik össze a dorogi hőerőmű szénpernyéjével megközelítően 1:1 arányban. A keverést fél évig folyamatosan végzik erőgépekkel, majd teherautókkal kihordják a Promtávhő Rt. pernyetározójára, ahol 50 cm-es rétegben elterítik. Az így kialakított pernyerétegbe földet szántanak, és a területet füvesítik. A föld aránya a komposztban maximum 20%. Az elmúlt évek során 20000 tonna kezelt iszap keveréket raktak le.


A felszíni víz és a szilárd minták minősítő vizsgálatához alkalmazott módszerek leírása


A Mintavételi helyek


A tóból három helyről, az öböl területéről, egy horgászház stégjéről és a vele átellenes oldalon az úgynevezett kisöbölből vettem mintákat, valamint a középső és alsó tóból (dísztavak). A középső és alsó tó vizsgálata jelentős, hiszen ezek vize a Palatinus-tóba folyik át. Vizsgálataim fizikai-kémiai jellegűek. Biológiai vizsgálatokat az ÁNTSZ és a Tatai Környezetvédelmi Rt. készítettek. A hulladéklerakóról vett és a tópartról illetve a tófenékről származó szilárd mintákat pontszerűen vettem, és egyelőre csak tájékozódó jelleggel. A minősítő vizsgálatokat minden esetben homogenizált (jól felrázott) vízmintával végeztem el.


Mintavétel, a minták tartósítása


Mielőtt egy felszíni víz minőségének jellemzéséhez kezdünk, először mintát kell vennünk. A mintavevő edényeket sósavval tisztítottam, majd egy éjszakán át bidesztillált vízzel megtöltve álltak. Felhasználás előtt többször átöblítettem a palackokat bidesztillált vízzel. A helyszínen az edényeket a mintával is alaposan átöblítettem.  Fontos szempont, hogy a mintavétel reprezentatív legyen, és ne változzon a minta összetétele az analízis megkezdéséig. A szállítás és a tárolás ideje alatt ugyanis a meghatározandó komponensek megváltozhatnak, ezért a vízmintát tartósítani kell, ellenkező esetben az alábbi változások mehetnek végbe:


  • Biokémiai folyamatok során megváltozhat az összes keménység, m-lúgosság, pH-érték, a szerves-, nitrogén-, foszfor- vegyületek koncentrációja

  • Egyes vizsgálandó komponensek oxidálódhatnak a levegő oxigénjének hatására

  • Összetevők kiválhatnak, illetve oldatba mehetnek, mint pl. a kalcium-karbonát, egyes fém-vegyületek

  • A pH, elektromos vezetőképesség, lúgosság, összes keménység megváltozhat a szén-dioxid levegőből történő oldódásával

  • Oldott-, és kolloid fémvegyületek, szerves anyagok adszorbeálódnak a mintatároló edény falán vagy a vízben lévő lebegő anyagokon.


Van olyan jellemző adat, amely nagyon rövid idő alatt változik, ezért a helyszínen meg kell határozni (hőmérséklet), vagy fixálással az analízist meg kell kezdeni, pl. az oldott oxigén „lecsapása”-kor.

Azok a komponensek, amelyek az időben lassabban változnak, megfelelő módszerekkel tartósíthatók:

  • Minta hűtése

  • Savas körülmények ( pH @2 ) létrehozása

  • Lúgos körülmények ( pH@12 ) létrehozása

  • Oxidáló-szerek alkalmazása. 


A szerves komponensek elemzéséhez üvegedényben, szervetlen összetevők analíziséhez műanyag palackban tároltam a vízmintákat. Kénsavval és salétromsavval tartósítottam azokat. A kénsavas tartósításkor 5cm3 tömény kénsavat adagoltam 100 cm3 mintához, míg a salétromsavas tartósításkor ugyanennyi vízmintához 1 cm3 70%-os savat adtam. Az iszapmintákat, és a pernyét műanyag edényben szállítottam a laborba, és mélyhűtéssel tartósítottam. (-18 °C)


A vízmintának, és a szilárd minták eluátumainak az alábbi jellemzőit határoztam meg:

  • pH

  • zavarosság (FTU)

  • hőmérséklet (°C)

  • oldott oxigén tartalom (O2 mg/l)

  • szín (Pt-egység)

  • kémiai oxigénigény permanganáttal (O2 mg/l)

  • vezetőképesség (mScm-1 /°C)

  • összes keménység (nKO)

  • m-lúgosság (mval/l)

  • nitrát-ion tartalom (mg/l)

  • szulfát-ion tartalom (mg/l)

  • ammónium-ion tartalom (mg/l)

  • reaktív foszfát tartalom (mg/l)

  • klorid-ion tartalom (mg/l)


A vízminta pH értékének meghatározása


A pH értéket üvegelektróddal, elektrokémiai úton határoztam meg AQUACHECK-3 (OH 503 típus) hordozható készülékkel.


A vízminta zavarosságának meghatározása


A zavarosság a vízben jelenlévő diszkrét részecskék fényelnyeléséből és fényszórásából tevődik össze. A felszíni vizek zavarosságát okozó részecskék szuszpendált és finoman eloszlatott szervetlen és szerves anyagok, planktonok, mikroorganizmusok lehetnek. A zavarosság a részecskék oldatbeli koncentrációja mellett a részecskék anyagi minőségétől (fénytörő sajátságaitól), alakjától és méretétől is függ.

Ezért a zavarosság mértéke nem fejezi ki közvetlenül a vízben levő lebegőanyagok mennyiségét. Tájékoztató, összehasonlító vizsgálatra azonban alkalmas, gyors módszer.

A zavarosság mérése történhet fényabszorpció meghatározásával, ilyenkor FTU, azaz fotometrikus zavarosság egységekben fejezhető ki a vízminta zavarossága. Meghatározható továbbá az oldatban lévő diszkrét részecskék fényszórása is a mintát megvilágító fénysugár útjára vonatkoztatva 90°-os szögeltéréssel nyert fény intenzitásának mérésével. Ilyenkor a zavarosságot NTU (nefelometriás zavarosság) egységekben nyerik. Mindkét esetben standardként ismert zavarosságot (adott fényelnyelést ill. fényszórást) okozó, jól reprodukálható szemcseeloszlású, adott koncentrációjú szerves szuszpenziót alkalmaznak összehasonlítás (kalibrálás) céljából. A meghatározást DREL/4 Hach gyártmányú fotométerrel végeztem el.

A vízminták zavarosságát 450 nm hullámhosszon fényabszorpció méréssel határoztam meg. A fotométerhez tartozó küvettát jelig töltve a homogén vízmintával, a minta fényelnyelését ionmentes desztillált vízzel (vakmintával) összehasonlítva mértem meg. A mérőskálán az abszorbancia értékeket olvastam le. A mért fényelnyelés adatot az elkészített kalibráló görbe segítségével FTU értékre számítottam át. Amennyiben a vízminta zavarossága a 150 FTU értéket meghaladta volna, a zavarosság-meghatározást desztillált vízzel higított vízmintával is el kellett volna végeznem, erre azonban nem volt példa a méréseim során.


Hőmérséklet meghatározása


A hőmérsékletet bothőmérővel határoztam meg 0,1°C pontossággal.


Oldott oxigéntartalom meghatározása


A levegővel érintkező víz egyensúlyi koncentrációban tartalmaz oxigént. Az oldott oxigén telítettség értéke függ a légnyomástól, a hőmérséklettől és a víz oldott sótartalmától, valamint a szennyezettség fokától és jellegétől. A természetes vizek tényleges oxigéntartalma eltérhet az egyensúlyi koncentrációtól, azaz szélsőséges esetekben oxigénhiány vagy oxigén-túltelítettség figyelhető meg.

Azokban a vizekben, amelyek szerves anyagokkal terheltek általában oxigénhiány lép fel. Az ORION típusú oxigénmérő elektród polarográfiás elven működik. Az elektród és a regisztráló műszer beállítása után a mérőskálán közvetlenül a minta oxigéntartalma olvasható le. Az oldott oxigéntartalom meghatározásához a vízminta hőmérsékletét és a mindenkori légnyomás adatokat is fel kellett jegyeznem. A mérést a helyszínen táskás terepi műszerrel végeztem el.


A vízminta színének meghatározása


A színmeghatározás azon alapul, hogy az ismeretlen vízminta színét (adott hullámhosszon a fényelnyelését) platinavegyületet tartalmazó standard oldatéval hasonlítják össze. A színintenzitást Pt-egységekben fejezik ki. Egy Pt-egység 1 mg/l platinát tartalmazó vegyület oldatának színét (fény-elnyelését) jelenti.

Az ismeretlen vízminta színét Hach fotométerrel 450 nm hullámhosszon határoztam meg. A mérést desztillált vízzel (vakmintával) összehasonlítva a készülékhez tartozó színmeghatározó mérőskálát (Pt-colour) használva végeztem el. A vízminta színadatát így közvetlenül Pt-egységekben nyertem. Ha zavaros volt a minta a vizsgálatot szűrt mintával végeztem el.

A vízminta kémiai oxigénigényének meghatározása


A kémiai oxigénigény vizsgálata a 12750/21-71 számú magyar szabvány által meghatározott módon történt.

A vizek szennyezettségüktől függően tartalmaznak olyan szerves, lebegő és oldott anyagokat, amelyek erős oxidálószerekkel (pl. permanganáttal, dikromáttal stb.) oxidálhatók. A vizek szerves szennyezettségének mértékét, a szerves szennyezőanyag-tartalmat szabványos körülmények között végrehajtott oxidálásuk során fogyott oxidálószer mennyiségével, ill. az ezzel egyenértékű oxigénmennyiséggel fejezik ki. Ezt nevezik kémiai oxigénigénynek (KOI-nak), amit O2 mg/dm3 egységekben adnak meg.

A vízminták oxigénfogyasztását KMnO4 oldattal, kénsavas közegben történő forralással határoztam meg.

 

A meghatározás menete:

 

Mind az ismeretlen vízmintával, mind az oxidálószer önbomlását ellenőrző vakpróbával két párhuzamos meghatározást végeztem. A forralásra szolgáló titráló lombikba néhány forrkövet helyeztem és bemértem 100 cm3 vízmintát (mérőhengerrel) vagy kisebb mennyiséget, amit 100 cm3-re desztillált vízzel egészítettem ki. Ehhez bürettából 5 cm3 higított (1:2 hígítású) kénsavat és 10 cm3 0,02 M KMnO4 oldatot adagoltam. Ezután előmelegített főzőlapra helyeztem és lefedtem a lombikot lyukas óraüveggel. Kb. 5 perc alatt a minta felforr. Forrástól számítva pontosan 10 percig forraltam. A forró oldathoz bürettából 20 cm3 0,05 M oxálsavat adtam. A színtelenné vált oldatot még melegen 0,02 M KmnO4 mérőoldattal rózsaszín szín megjelenéséig titráltam.

A vízminta permanganát fogyasztása mellett elvégeztem a permanganát önbomlásának meghatározását is (vakpróba). E célból a vízminta helyett 100 cm3 desztillált vizet mértem be.


A KOI számítása a mért adatokból:


KOIMnO4,O2 mg/dm3 = ( a - b ) * f * 800 / V

a: a meghatározáshoz  felhasznált 0,02 M KMnO4 mérőoldat cm3-ben

b: a vakpróbára fogyott 0,02 M KMnO4 mérőoldat cm3-ben

f: a KMnO4 mérőoldat faktora

V: a meghatározáshoz bemért vízmintatérfogat cm3-ben


A vízminta összes keménységének meghatározása


A víz keménységét a vízben oldott Ca2+ és Mg2+ sók okozzák. Általában nKo-ban (német keménységi fokokban) kifejezve (1nKo = 10 mg CaO/dm3 víz) adják meg.

A meghatározás elve: A vízben lévő Ca2+ és Mg2+ ionok 9,5-10 pH tartományban az EDTE-vel (etilén-diamil-tetraacetáttal) stabil komplexet képeznek. Ez eriokrómfekete-T indikátor jelenlétében lehetővé teszi komplexometriás titrálásukat. A mérést gyors mikroteszt módszerrel végeztem el.


5,0 cm3-nyi homogén vízmintát mértem ki. A mintához 0,5 cm3-nyi (NH4Cl tartalmú NH4OH) pufferoldatot adtam, és homogenizáltam. Spatulahegynyi eriokrómfekete-T indikátort adtam hozzá. A titrálást 0,005 mólos EDTE oldattal végeztem el. A végpontban a vízminta lilás színe kékre vált.

A vízminta m-lúgosságának meghatározása


A vízminta m-lúgossága: metilnarancs indikátor jelenlétében savval titráltam a mintát az indikátor színátcsapásáig; 4,3 pH eléréséig. A mért savfogyasztást mval sav/dm3 vízminta egységekben fejezzük ki. Amennyiben a titrálatlan vízminta pH-ja 8,3 pH alatti (nincs fenolftalein indikátorral kimutatható lúgossága) a lúgosság a minta hidrogén-karbonát tartalmával azonos.

A lúgosság-meghatározást 4,3 pH-n színt váltó metilvörös-brómkrezolzöld keverékindikátort alkalmazva mikroteszttel végeztem el.


A meghatározás menete:

 

5,0 cm3-nyi homogén vízmintát mértem ki. 1-2 csepp indikátor oldatot adtam hozzá. A titrálást 0,01 mólos HCl oldattal végeztem el addig, amíg a vízminta színe zöldről pirosra nem változott.

A vízminta vezetőképességének meghatározása


A vezetőképesség tájékoztat a főleg szervetlen anyagokat tartalmazó vizek (pl. ivóvíz, felszíni víz) elektrolit-koncentrációiról. A vezetőképesség az oldat elektromos ellenállásának reciprok értéke, amelyet két, egyenként 1 cm2 felületű elektród közti oldatra vonatkoztatnak 1 cm elektródtávolság mellett. A fajlagos vezetőképesség egysége az 1 cm-re vonatkoztatott mikrosiemens (mScm-l). Adott összetételű oldat vezetőképessége az oldat hőmérsékletétől függ (ionmozgékonyság). Adott hőmérsékleten az oldat fajlagos vezetőképességét az oldat összetétele, a kationok és anionok minősége és az oldatbeli koncentrációja határozza meg. Az ionmozgékonyság az ionok többségére jó közelítéssel egy átlagos értékkel jellemezhető. Kivételt képeznek a hidroxid és hidrogén ionok.

1000 cm3 vízben 1 mval (=mg ekvivalens) ion jelenlétében a következő fajlagos vezetőképesség érték határozható meg 20 oC-on:


1 mval átlagos mozgékonyságú anion vagy kation 70 mScm-l
1 mval H+ ion 350 mScm-l
1 mval OH- ion 200 mScm-l

Ezen adatok alapján a vízmintára meghatározott vezetőképesség értékből a minta összes iontartalma kiszámítható.

A fajlagos vezetőképesség méréssel egyidejűleg a vízminták hőmérsékletét is mértem, mivel csak azonos hőmérsékletű vízminták fajlagos vezetőképességei hasonlíthatók össze. A hőmérsékletkorrekció mellett a készülékállandóval is korrigáltam a mért adatot.


A vízminta ammónia és ammónium-ion tartalmának meghatározása


Az ammónia és az ammónium-ion a talajvizekben a mikrobák tevékenységének következtében keletkezik. Az ammónium-ion a felszíni vizekben a vegetációs időszakban fordul elő, amikor a fehérjékből ammónia szabadul fel. Anaerob körülmények között redukcióval keletkezhet ammónia. A felszín vizek magas ammónia tartalma házi vagy ipari szennyvizek beömlését jelezheti A szabad ammónia és az ammóniumion koncentráció viszonya a pH függvénye.


pH 6 7 8 9 10 11 12
NH3% 0 1 4 25 78 96 100
NH4+% 100 99 96 75 22 4 0

A szabad ammónia tartalom és az ammónium-ion koncentráció viszonya a pH függvényében


Az ammónium-ion meghatározását indofenol reakcióval végeztem el. A meghatározás azon alapul, hogy az ammóniumionból a lúgos reagens hatására felszabadított ammónia a reagens hatóanyag-tartalmával kék (a reagens sárga színe miatt zöld) komplex vegyületet képezve reagál. A vegyületszármazék színintenzitása az ammónium-ion koncentráció függvénye és ez spektrofotométerrel 680 nm hullámhosszon meghatározható. Az ismeretlen vízminta ammónium-ion tartalmának mérésekor ajánlatos a közvetlen beméréssel egyidejűleg higított mintákból is elvégezni a meghatározást. Szükség esetén a hígítást pipettával, mérőlombikban készítettem el.


A meghatározás menete:


20 cm3 vízmintát mértem be mérőhengerbe. 2,0 - 2,0 cm3  oxidáló-, majd a szalicilát reagenst adagoltam hozzá. Minden reagens hozzáadása után homogenizáltam a mintát. A mintával egyidejűleg vakpróbát is készítettem. Ez 2,0 - 2,0 cm3  oxidáló-, és a szalicilát reagens valamint  20 cm3 desztillált víz elegye. 30 perc állási időt követően lemértem spektrofotométerrel a reagenst tartalmazó minták abszorbanciáját a vakpróbával összehasonlítva. A mért abszorbancia értéket a kalibráló görbe alapján számítottam át ammónium-ion tartalomra (NH4 + mg/l).


A vízminta nitrát-ion tartalmának meghatározása


A felszíni és forrásvizekben a nitrát-ion mennyisége rendszerint jelentéktelen. Nagymennyiségű nitrátion a felszíni vizekben rendszerint fekáliás szennyezettségre utal. A vizsgálat képet ad a víz öntisztulási folyamatairól. A nitrát- ion mérésére vonatkozó követelményeket a 12750/18-21 számú Magyar Szabvány rögzíti. Az általam használt nitráttartalom meghatározás egy reagenst nem alkalmazó fotometriás eljárás (ASTM szabvány szerint) volt. A mérésre az ad lehetőséget, hogy a nitrátionok az UV tartományban 50*1000cm-1 hullámszámon specifikus abszorpciót mutatnak.

Ionmentes desztillált vízzel összehasonlítva 1 cm-es kvarcküvettában vettem fel a vízminta abszorpciós görbéjét az UV tartományban.

Az abszorpciós görbéből a nitrátionok specifikus abszorpciójának megfelelő hullámhosszon leolvastam az abszorbancia értéket, és ezt számítottam át a készülékhez elkészített kalibráló görbe alapján nitráltartalomra. E módszerrel a nitráttartalom igen érzékenyen 0-5,0 mg/dm3 koncentráció tartományban közvetlenül, hígítás nélkül mérhető. Az ismeretlen vízmintát az előzetesen becsült nitrátion-tartalom ismeretében megfelelő mértékben hígítottam a fotometriás mérés előtt. A hígítást ionmentes desztillált vízzel, pipetta és mérőlombik használatával végeztem. [11.]


Reaktív foszfát tartalom meghatározása


A foszforformák vizsgálata a 12750/17-24 számú Magyar Szabványnak megfelelően történt. Az ortofoszfátok molibdenáttal való reakció után, kénsavas közegben, antimon(III)-ionok jelenlétében, valamint aszkorbinsavas redukálás után kék elszíneződést adnak, amely alkalmas kolorimetriás mérésre. 50 ml eredeti vagy desztillált vízzel 50 ml-re higított mintához, amelyet előzetesen leszűrtem, 5 ml keverék-reagenst adtam. 15 perc elteltével mértem az abszorbancia értékeket, és levontam a párhuzamosan készített vakpróba abszorbanciáját. A keverék reagenst 50 cm3 kénsav oldatból (140 ml cc. H2SO4+140 ml desztillált víz), 20 cm3 ammónium-molibdenátból (3 g/100 ml desztillált víz), 20 cm3 aszkorbinsav oldatból (2,16 g/100 ml desztillált víz, és 10 cm3 kálium-antimonil-tartarátból (0,34 g /500 ml desztillált víz) készítettem el. A kalibráló görbe felvételéhez különböző koncentrációjú kálium-dihidrogén-foszfát oldatokat használtam.


Szulfát-ionok meghatározása


A felszíni és felszín alatti vizek szulfát-ion tartalma a geológiai adottságok és a biológiai hatások függvénye. A meghatározáshoz 25 ml mintához spatulahegynyi citromsavat és bárium-kloridot adtam, majd 10 perc után mértem az oldat zavarosságát 450 nm-en, Hach típusú spektrofotométeren közvetlen szulfát skála segítségével.


Kloridionok meghatározása


Klorid-ion a legtöbb vízben megtalálható, legnagyobb részt geológiai, vagy antropogén eredetű. Felszíni vizekben rendszerint kis mennyiségben fordul elő, nagy mennyiségű klorid-ion tartalom házi-, vagy ipari eredetű szennyvíz hatását mutatja. A klorid-ionok meghatározása argentometriás mikrotitrálással történt. A csapadékos titrálás során ezüst-nitrát mérőoldattal dolgoztam, és semleges vagy gyengén lúgos közegben (pH=7-10) kálium-kromát oldattal indikáltam a végpontot. Argentometriás mérés esetén a klorid-ionok mellett a bromid-, jodid- és cianid-ionokat is mértem.


A módszer elve:


A feleslegben adagolt CrO42--reagens miatt az oldat a titrálás megkezdésekor citromsárga színű. Az Ag+-ionok hatására először az AgCl csapadék válik le, majd amikor a klorid-ionok elfogynak Ag2CrO4 csapadék válik le, amely vörösbarna színével jelzi a titrálás végpontját.

A vízminta 25 cm3-éhez 0,5 cm3 5%-os K2CrO4-reagens oldatot adtam, majd 0,1 N AgNO3-oldattal vörösbarna szín megjelenéséig titráltam. 1 ml 0,1 N AgNO3-oldat fogyás megfelelt 3,55 mg Cl--ionnak.

 A mérés pontossága: 2 mg/l Cl-


Szilárd minták desztillált vizes kioldási vizsgálat


A szilárd minták vizsgálatának első lépése egy desztillált vizes kioldás volt, majd az így nyert eluátumot a feszíni víznél leírtak szerint vizsgáltam tovább.

Előzetes kevertetési kísérletek alapján az 5 g szárazanyag/100 cm3 desztillált víz arányt választottam a kísérletek során. Ez az arány eltér a szabványostól, az általam alkalmazott klasszikus analitikai módszerekkel azonban így mutathatók ki a legkönnyebben a kérdéses ionok. 24 órás kevertetés után vizsgáltam azokat az ionokat, melyeket a felszíni víz esetében is. A kevertetés „jar test” keverő berendezésben történt, sebessége 90 fordulat / perc, amit folyamatosan mértem. A keverő berendezés négy minta azonos körülményeket biztosító kevertetésére alkalmas.


ICP-MS mérések


A további elemzésre ICP-MS (induktív csatolású plazma – tömegspektometria) módszert választottam, mivel ez multielemes és megfelelő érzékenységű.  Ilyen típusú méréseket végeztem mind a felszíni víz mintákkal, mind a szilárd minták eluátumaival. A víz és eluátum mintákat a mérés előtt salétromsavval tartósítottam a 3. 1. fejezetben leírtak szerint.


Az ICP-MS technika előnyei:

  • Multielemes módszer

  • Széles lineáris dinamikus tartomány

  • Lényegesen egyszerűbb spektrumok az emissziós technikához képest, mivel egy-egy elemre csak néhány vonal jut, nem néhány száz vagy akár néhány ezer

  • Izotópos információkat gyorsan képes szolgáltatni

  • Kisebb mintaigény

  • Sokkal jobb kimutatási határok, főleg a nehezebb elemekre, általában egy vagy két nagyságrend különbséggel (Ez utóbbi területen az ICP-MS-sel csak a grafitkemencés atomabszorpció versenyképes, de ez a módszer hatékonyságban, elemzési sebességben természetesen erősen korlátozott.)


Az ICP-MS módszer hátrányai:


  • Oldatos módszer

  • Megnövelt minta előkészítési idő

  • Kontaminációs lehetőség, feltárási veszteségek

  • Csak korlátozott összes oldott anyag tartalmat visel el (max. 0,1-0,2%)

  • Jelentős az eltömődés veszélye

  • A nagy érzékenység miatt két minta között hosszabb mosási idők szükségesek, ezért az elemzési sebesség kisebb, mint pl. az ICP-AES-ben

  • Bár a spektrális zavaró hatások az esetek többségében nem jelentősek, a mátrixhatások igen komolyak lehetnek

  • Jelentős a készülékdrift, ami belső standard adagolásával kiküszöbölhető

  • Az ICP-AES-nél rosszabb reprodukálhatóság

  • A készülék igen drága, gyakran robosztus, képzett személyzetet igényel


Kalibrációs stratégiák:


Lényegében három csoportra oszthatók:

  1. Külső kalibráció belső standarddal vagy anélkül

  2. Standard addíció

  3. Izotóphígítás Ez tulajdonképpen a belső standardizáció ideális változata. Nagyon pontos és jól reprodukálható. Ezzel szemben időigényes, és monoizotópos elemekre általában nem alkalmazható.


Mintáim vizsgálata során 88Sr belső standardot alkalmaztam.


Az ICP-MS készülék jellemző paraméterei


Készülék: Hewlett Packard 4500

Plazmagáz: argon

Kicsatolt energia/teljesítmény: 1400 W

Visszavert teljesítmény: < 1W

Generátorfrekvencia: 27,12 MHz

Hűtőgáz áramlási sebesség:15 l/perc

Segédgáz áramlási sebesség:1,25l/perc

Porlasztógáz áramlási sebesség:0,96 l/perc

Öblítőgáz áramlási sebessége:0,16 l/perc

Mintabeviteli sebesség: 0,3 ml/perc

Sampler kónusz típusa: Ni 1,0 mm

Skimmer kónusz típusa: Ni 0,7 mm

A porlasztó típusa: V-kúpos

A torch típusa: Fassel típusú

Az analitikai izotópok a következők voltak: 7Li, 9Be, 11B, 23Na, 25Mg, 27Al, 39K, 43Ca, 51V, 53Cr, 55Mn, 57Fe, 59Co, 60Ni 63Cu, 66Zn, 71Ga, 75As, 82Se, 85Rb, 88Sr, 98Mo, 107Ag, 111Cd, 118Sn, 121S, 137Ba, 202Hg, 205Tl, 208Pb, 209Bi, 238U


A felszíni víz vizsgálatok eredményei


A felszíni vizek minőségét leginkább jelző paraméterek egyikénél, a pH értéknél a természetvédő egyesület tagjai 1999 tavaszán változást észleltek. Erről a tényről 1999 április 14.-én cikket jelentettek meg a 24 Óra című újságban: „Lúgosodik a Palatinus-tó vize” címmel. Vajon valóban lúgosodik a tó vize? Külön diagramban ábrázoltam az 1998-1999-es évek és a 2000-2001-es évek néhány mintavételi időpontjában a pH értékeket, a négyféle mintavételi helyen, és a következő eredményt kaptam (lásd 1. ábra)



1. ábra


2. ábra


3. ábra


4. ábra


5. ábra


6. ábra


7. ábra


8. ábra

Az ábrák is mutatják, hogy az előző évekhez képes a tó vize, és a dísztavak vize is egy egész pH értékkel, néhol ennél nagyobb mértékben is a lúgosabb tartomány felé tolódott el. A pH eltolódásának megállapítása után felvetődik a kérdés, hogyan is alakul a víz összes keménysége és lúgossága.

A pH mellett a lúgosság is emelkedett, ahogy ezt ugyanezen négy mintavételi pont vízmintáinak adatai mutatják. (9-12. ábrák):



9.ábra


10.ábra


11.ábra


12.ábra

Az m-lúgosság adatoknál is kimutatható tehát az emelkedési tendencia. Mivel a pH érték a 8,4-es értéket nem haladta meg, a vízmintákban hidrogén karbonát-ionok fordulnak elő. A lúgosság növekedése egyben tehát puffer kapacitásnövekedést is jelent. A növekedés mértéke 1 mVal/l érték körüli. A dísztavak minden mérésnél lúgosabbak voltak, mint a tó.

Vizsgálataim során a dísztavak összes keménysége szignifikánsan, átlagosan 5-6 nK0-al magasabbnak mutatkozott, mint a tóé. A korábbi adatokat összehasonlítva a saját méréseimmel azonban nem tapasztaltam ezen érték emelkedését az idő előrehaladtával. A tóban levő mérőpontokon átlagosan 25 nK0, míg a dísztavakban átlagosan 30 nK0 volt a keménység.

Különös figyelmet kell szenteltem a növényi tápanyagforrásokra, a nitrogénre és a foszforra, hiszen ezek felelősek az eutróf helyzet kialakulásáért. A helyi mérések szerint 1999 szeptemberében megemelkedett az ammónium-ion, foszfát-ion és nitrát-ion mennyisége a tóban. A laboratóriumban bevizsgált mintáknál azonban az ammónium-ion tartalom a mérések legnagyobb hányadánál a kimutatási határérték alatt volt.

Hasonló volt a helyzet a foszfát-ionok esetében is. A nitrát-ionok évszakos változása természetes folyamat egy élővíz esetében. A különböző mikroorganizmusok segítségével az ammónia első lépésben nitrit-ionná, majd nitrát-ionná alakul át. A nitrit-ion nitrát-ion átalakulás sebessége azonban nagyobb, ezért a nitrit-ion az esetek döntő többségében nem kimutatható. Szúrópróbaszerűen végeztem nitrit-ion kimutatást is. Minden mérés esetében kisebb volt ez az érték, mint a kimutatási határérték.(< 0,01mg/l)

A nitrát-ion mennyisége a tavakban a következőképpen alakult:


Mintavétel időpontja Sorszám Kisöböl Felső-tó Középső-tó Öböl
1999.04.10 1 3 24 18 11
1999.06.05 2 4 26 12 4
1999.07.20 3 4 26 14 5
1999.09.26 4 2 50 22 6
1999.10.17 5 3 40 23 10
1999.11.04 6 4 21 15 10
1999.12.19 7 5 33 23 10
2000.03.22 8 10,3 23,5 25,1 8,1
2000.04.06 9 6,1 17,2 13,1 8,7
2001.06.26 10 7,2 24,5 15,4 10,5
2001.08.01 11 3,2 23,5 10 2,1
2001.10.17 12 14,2 60,5 29,5 18,5
2001.11.11 13 5,1 29,9 24,9 6,1

Nitrát–ion tartalom (mg/l)


A MSZ 12749: 1993 szabvány előírásai a nitrát-ion tartalomra a következők:


Jellemző Mértékegység Határérték az egyes vízminőségi tartományokban
    Kiváló Tűrhető Szennyezett Erősen szennyezett
Nitrátion mg/l 1 5 10 25 >25

A Magyar Szabvány előírásai nitrát-ion tartalomra


Látható, hogy a jó minőséget jelentő 5 mg/l értéket a tóból származó minták is meghaladják. A tó nitrát-ion tartalmának átlagos értéke a kisöbölben 5,5 mg/l, míg az öbölben 8,5 mg/l. Lehetséges, hogy a nagyobb értéket annak tulajdoníthatjuk, hogy a dísztavak vizét az Öböl rész felől vezetik be a tóba. A tó mindezek mellett is jó minősítési kategóriába esik a nitrát-ion tartalom alapján. Ez nem mondható el azonban a dísztavakról. A Felső-tó átlagosan 30,7 mg / l, a Középső-tó átlagosan 18,8 mg / l mennyiségben tartalmaz nitrát-iont.

Látható továbbá, hogy a Felső-tónál több ízben elérte a nitrát-ion tartalom a 60 mg/l értéket is. Ezen adatok alapján a Felső-tó erősen szennyezett, a Középső-tó pedig szennyezett.

A nitrát-ion mennyisége a csatornázás hiánya miatt, illetve a gondatlan fürdőzők miatt is mutathat magasabb értéket. Mennyiségének szezonális változása természetes folyamat. A különböző mikroorganizmusok segítségével az ammónia előbb nitrit-, majd nitrát-ionná alakul át. A nitrit-ion nitrát-ionná történő átalakulása a gyorsabb lépés, így a nitrit-ion jelenlétét nehezebben lehet kimutatni. Méréseim során minden mintavételi ponton, minden mérés során a kimutatási határérték alatt volt a nitrit-ion mennyisége (<0,01 mg/l). A harmadik nitrogénforma, az ammónium-ion esetében sem tapasztaltam a kimutatási határérték feletti (0,01 mg/l) értéket. A magas ammónium-ion tartalom házi vagy ipari szennyvíz beömlését jelezheti. Feltehetően a korábbi magasabb ammónium-ion jelenlétét jelző adatok abból adódtak, hogy a tóparti horgászházak csatornázása nem volt megoldott.

A reaktív foszfát értékek szerencsére szintén nem érték el a kimutatási határt, ami 0,01 mg/l volt. Az oldott oxigén tartalom a tóban 97–100 % telítettség között mozgott, ami a jó vízminőségi osztály előírásainak felel meg. A dísztavakban párhuzamosan végzett mérések során 117-140 %-os oldott oxigéntartalmat mértem. A 100%-ot meghaladó értékek oxigéntermelő szervezetek, algák jelenlétét jelzi.

A kémiai oxigénigény a vizek szerves szennyezettségének mértékét, a szerves szennyezőanyag–tartalmat fejezi ki. Mind a tóban levő 2,0-2,5 mg/l közötti mennyiség, mind a dísztóban mért 2,5-4,5 mg/l értékek megfelelnek a kiváló vízminőségi osztályba való sorolás feltételeinek. A 20 0C-ra vonatkoztatott fajlagos vezetőképesség adatok a tó esetében 850-985 mScm-1, míg a dísztavak esetében 840-1000mScm-1 között mozogtak. Ezen adatok alapján mind a tó, mind a dísztavak az MSZ 12749: 1993 szabvány szerint „tűrhető” vízminőségi osztályba tartoznak.

A laboratóriumi méréseim során a zavarosság értékek minden mérési ponton, az összes mintavételi időpontban a kimutatási határérték alatt voltak (<10 FTU). Hasonló a helyzet a minták színével is, ahol a mérési eredmények egyszer sem haladták meg a 10 Pt egységet.

A korábban végzett mérések adatait áttekintve a 2000. április 6-án megállapított értékeket nagynak találtam, ami felvetette a szennyezettség lehetőségét.


Kisöböl Öböl Felső-tó Középső-tó Öböl
Cl- (mg/l) 212 283 248 203 6,1

2000.04.06-ai mérés eredményei klorid- ionra


Saját méréseim során azonban mind a tó, mind a dísztavak esetében 40-50 mg/l-nek adódott a klorid-ion tartalom. Elképzelhető tehát, hogy a korábbi nagy értékeket mérési, számítási hiba okozta.

A szulfát-ion taralom a tóban 230-250 mg/l között, míg a dísztavakban 160-200 mg/l között mozgott.

A felszíni vízminták némelyikénél lehetőségem nyílt ICP-MS vizsgálatok elvégzésére is. Így három időpontból származó 3-3 mintából álló sorozatra vonatkozó adatokat kaptam. A mintákat salétromsavval tartósítottam (ld. III.1 fejezet), és feldolgozásig hűtőszekrényben tároltam. A vizsgálatok közül azokat tekinthetjük hitelesnek, ahol, a mintavételezés, és a vizsgálat között maximum 1 hónap telt el. A 1 hónapnál régebbi minták adatai csak összehasonlításra alkalmasak.


Felső-tó Középső-tó Kisöböl Öböl
50,2 55,2 144 131
63,4 17,4 65,1 37,1
1,54 13,2 0,88 4,93
1,23 1,26 2,26 1,72
3,95 6,52 7,39 5,33
42,5 50,1 55,1 35,5
2,67 2,25 1,47 1,27
5,93 0,58 4,2 2,01
<0.03 0,07 <0.03 <0.03
2,27 2,26 2,63 3,3

A 2001.06.26-ai minta szervetlen mikroszennyező összetétele (mg/l)

 

A mérés eredményei ennél a sorozatnál megkérdőjelezhetőek, mivel a minta feldolgozáskor már több, mint egy hónapot állt a hűtőszekrényben. Ilyenkor már a tartósítás ellenére is végbemehetnek olyan kémiai, biológiai reakciók, melyek meghamisíthatják az eredményeket. Ennek ellenére csak a kadmiumra mért értékek adnának okot aggodalomra.


Szervetlen mikroszennyező Felső-tó Középső-tó Kisöböl Öböl
B 39,8 47,4 119 114
Al 9,6 145 8,8 16,6
Cr 0,26 0,25 1,28 1,15
Ni 1,45 1,73 2,35 2,23
Cu 3,3 2,72 4,36 11,6
Zn 13,4 20,5 32,2 34,7
As 1,58 1,36 1,58 1,8
Cd 0,47 4,01 0,97 8,61
Hg 0,24 2,41 0,12 0,15
Pb 2,95 1,81 1,81 1,68

A 2001.10.17-ei minta szervetlen mikroszennyező összetétele (mg/l)


A minta összetétele az állás során  változhatott, de a paraméterek 75%-a így is megfelel a  Magyar Szabvány kiváló felszínivíz minőségi osztályba való sorolás feltételeinek. A higany, a kadmium, és a bór mennyisége az, ami kedvezőtlenebb, mint a korábbi minta sorozatnál.


Szervetlen mikroszennyező Felső-tó Középső-tó Kisöböl Öböl
B 38,6 41,7 108 96,8
Al 4,6 3,7 4,9 7
Cr 0,67 0,4 1,37 0,54
Ni 0,54 0,7 0,83 0,75
Cu 1,04 1,06 1,98 1,56
Zn 12,4 41,1 19,3 12,4
As 1,16 1,01 1,22 1,05
Cd 0,05 0,05 0,07 <0,05
Hg <0,03 <0,03 <0,03 <0,03
Pb 0,5 0,79 0,6 0,46

A 2001.11.11–i minta  szervetlen mikroszennyező összetétele (mg/l)


A legfrissebb minta esetében látható, hogy a szervetlen mikroszennyezők mennyisége alapján a felszíni víz, egyetlen egy esettől eltekintve, a kiváló vízminőségi osztályba sorolható. A Magyar Szabvány bór esetében 100 mg/l értékhatárig minősíti a felszíni vizet kiválónak, így a 108  mg/l-es, Kisöbölben mért adat alapján a jó minőségi osztályba sorolható a víz.

A felszíni vízről elmondható tehát, hogy nagy mennyiségű szervetlen mikroszennyezőt nem tartalmaz.

Az ICP-MS mérések azt mutatják, hogy a felszíni víz minősége a szervetlen miroszennyezők tekintetében kiváló. Az adatok azért is hasznosak számomra, mert ugyanezen mikroszennyezőket azonos körülmények között vizsgáltam a szilárd minták eluátumainak esetében is. Így lehetőség nyílik annak megállapítására, hogy kioldódhat-e valamely szervetlen mikroszennyező az iszapból, vagy a hulladéklerakóból, veszélyeztetve ezzel ennek a csodálatos tónak a minőségét.    


Szilárd minták és eluátumának vizsgálati eredményei


Néhány alkalommal iszap- és pernyemintákat is vizsgáltam. Szerencsére a tófenéken nincs nagy mennyiségű iszap, azonban így a mintavétel elég nehézkes volt. A felhozott iszap sötét, bűzös, el nem bomlott növényi részeket tartalmazott. A partról származó iszap sárgás, elsősorban homokos. A pernye mintákat a lerakó területéről pontszerűen vettem, mindig arról a helyről, ahol frissen rakták le a hulladékot. Jelenlegi vizsgálataim arra irányulnak, hogy megállapítsam, milyen ionokat oldhat ki a csapadékvíz a pernyéből. Különös hangsúlyt kaptak méréseim során az eutrófizációban szerepet játszó foszfor-, és nitrogénformák.

A szilárd illetve iszapszerű minták alikvot részleteit 105 0C-on tömegállandóságig szárítva a minták szárazanyag tartalma a következőképpen alakult:


Mintavétel időpontja Fenékiszap Parti iszap Pernye Öböl
2000.11.11 35,3% 33,2% 47,3% 96,8
2001.04.17 - - 46,8% 7
2001.06.26 34,7% - 47,4% 0,46

Szilárd minták szárazanyag tartalma (%)

A 3.16. fejezetben leírtak szerinti kevertetés után a mintákat 6 m-os pórusméretű szűrőpapíron leszűrtem. Összehasonlításként desztillált vizet is szűrtem, hogy mérni tudjam mennyi szennyező ion oldódik ki az adott minőségű szűrőpapírból. Kizárólag a nitrát-ion mérése során tapasztaltam, hogy a szűrt desztillált víz eltérést mutatott a szűretlenhez képest. Az adatok kiértékelése során ezzel a 0,2 mg/l értékkel korrigáltam az eredményeket. Egyéb ionok esetében nem volt kimutatható, hogy az adott ion a szűrőpapírból kioldódott volna. A szűrt minták elemzését a 3.1-3.15 fejezetekben ismertetett módon végeztem.

A következő táblázat mutatja az egyensúlyi állapotban mért eutrofizációt okozó ionok mennyiségét az iszap mintákban.


Mintavétel időpontja Minta típusa Ammónium-ion (mg/l) Nitrát-ion (mg/l) Foszfát-ion (mg/l)
2000.11.11 Parti iszap 0,31 31,3 0,06
2001.04.17 Fenékiszap 0,23 28,5 0,04
2001.06.26 Fenékiszap 0,26 24,2 0,03

Eutrofizációt okozó ionok mennyisége az iszapban

 

Megfigyelhető, hogy az iszap minták kioldása után a visszamaradt oldat nitrát-ion tartalma is nagy; a három mintából kettő erősen szennyezett, egy pedig szennyezettnek minősül. Az ammónium-ion tartalom sehol nem haladja meg a 0,5 mg/l értéket, így a minták a jó minősítési kategóriába tartoznak. A tóban mért pH értékek mellett az ammónium ionok dominálnak, az ammóniával szemben.

A foszfát-ion tartalom alapján a 0,05 mg/l értéket meg nem haladó minták jó, a harmadik minta tűrhető minősítést kaphat a felszíni vízminősítő szabványnak megfelelően.

Mért adataim alapján megállapítható, hogy az ammónium- és foszfátionok valószínűleg nem az iszapból oldódnak ki. A szervetlen mikroszennyezők mennyiségét ICP-MS technikával vizsgáltam.


Szervetlen mikroszennyező Iszap 1. Iszap 2. Iszap 3.
B 1522 1828 1384
Al 2620 486 8960
Cr 7,6 9,6 46,4
Ni 115,2 230 452
Cu 102,6 39,8 107,4
Zn 470 270 388
As 38,6 43,2 48,4
Cd 2,2 1,2 5
Hg 0,6 2 <0,6
Pb 25,6 7,2 105,4

Iszapminták szervetlen mikroszennyező összetétele (mg/kg szárazanyag)


A legtöbb adat alapján kiváló, vagy jó felszínivíz minőségi osztályba lenne sorolható az eluátum. Az alumínium mennyisége a három mintából kétszer is nagynak mutatkozott. A legfrissebb felszínivíz-minták esetében az alumínium mennyiség alapján a minták mindegyike kiváló minősítést kapott.

A kérdés az tehát, hogy a pernyeminták desztillált vizes kioldása során találunk-e arra utaló jelet, hogy a hulladéklerakóból kerülhette-e át olyan ionok a tóvízbe, amelyek a vízminőségre kedvezőtlenül hatnak. A pernyeminták kioldási vizsgálatai során a vezetőképességi adatok követésével igazolható volt, hogy a kevertetés során az összetétel megváltozott. A kezdeti emelkedő görbe szakasz arra utal, hogy a keverés során eleinte fokozatosan oldódnak ki ionok, majd beáll az egyensúly. Az egyensúly beállása után az eluátumban a felszíni víznél ismertetett módon mértem a nitrogén -, és foszforformákat. A következő eredményeket kaptam:


Dátum NO3--ion (mg/l) NH4+-ion (mg/l) PO43--ion (mg/l)
2000.10.10 75,30 0,45 0,05
2001.04.17 49,60 <0,01 0,03
2001.06.17 62,00 0,90 0,08
2001.10.17 51,20 1,20 0,10

Szilárd minták eluátumainak nitrogén és foszfor tartalma


Látható, hogy ellentétben a felszíni vízzel, ahol az ammónium-ion és a reaktív foszfát nem volt kimutatható, az eluátum tartalmazza ezeket az ionokat. A nitrát-ion mennyisége nagynak bizonyult minden esetben. A felszíni vízminőségi szabvány előírásai szerint erősen szennyezetnek minősül az oldat. Reaktív foszfát tekintetében a legszennyezettebb minta is tűrhető vízminőségi osztályba tartozik, de a felszíni vízben talált <0,01 mg/l értékhez képest ez az érték is nagy. Ammónium-ionra nézve a 2000. 10. 17–i minta jó, a többi minta kiváló minőségi osztályba tartozik. A felszíni vízből azonban ezt az iont sem tudtam kimutatni.

A pernyeminták eluátumaiban tehát mind a reaktív foszfát, mind a nitrát és ammónium-ionok mennyisége nagyobb, mint a tóban. A mennyiségeket vizsgálva azonban megállapítható, hogy egyedül a nitrát-ion mennyisége ad okot aggodalomra. Nitrát-ionra a tóban is több ízben mértem nagy értéket, ez azonban még nem elegendő bizonyíték arra, hogy a tavat a pernyetározó miatt érné szennyezés.

A pernyeminták eluátumaiban levő szervetlen mikroszennyezők mennyiségét ICP-MS módszerrel végeztem.


Szervetlen mikroszennyező Pernye 1. Pernye 2.
B 19580 10960
Al 87200 260000
Cr 382 540
Ni 260 476
Cu 246 490
Zn 1538 2660
As 362 824
Cd 10,2 22,2
Hg 2,2 2,2
Pb 138,2 392

Pernyeminták szervetlen mikroszennyező tartalma


Az iszapminták ICP-MS vizsgálata során kapott eredményekkel összevetve a pernyére kapott adatokat látható, hogy a szervetlen mikroszennyezők mennyisége itt sokkal nagyobb. A bór és az alumínium értéke nagyon magas. Az alumínium mennyisége az iszapmintáknál is nagy volt, a pernye mintáknál azonban még ennél is aggasztóbb a helyzet. A bór mennyisége sem az iszap mintákban, sem a felszínivíz mintákban nem volt magas, míg a pernye mintákban az. A többi szervetlen mikroszennyező közül is sok csak a tűrhető minőségi kategória követelményeinek felel meg. Az alumínium esetében felmerülhet a gyanú, hogy az iszapban azért nagyobb a mennyisége, mert a pernyetározóból beoldódva az iszapban akkumlálódik.

 

Összefoglalás

 

A Palatinus-tóért folyó küzdelem az országban egyedülálló, követendő példa. A helyszínen alkalmazott Merck Reflecktoquant készülék nem bizonyult megfelelően érzékenynek a tó vízminőségét jellemző koncentráció tartományban, így többször mértek egyes ionokból a határértéket többszörösen meghaladó értékeket. Saját méréseim során vizsgáltam a felszíni víz minőségét, és néhány alkalommal az iszapból és a közeli hulladéktározóból kioldódó ionok mennyiségét. A vízminőségi szabvány szerint a legtöbb paraméter alapján a jó minőségi osztályba tartozik a tó, ami a mai viszonyok között nagyon ritka. A dísztavak magántulajdonban vannak, és ezek eutrofizációjának veszélye nagyobb. Ezekben a tavakban többször fordult elő magasabb koncentrációban a szennyezőanyag, mint a tóban. A dísztavak vizének bevezetése a tóba semmiképpen nem kedvez a vízminőségnek. Célszerű lenne a bevezetést megszűntetni. A tóban mért magas nitrát-ion tartalom lehet fekáliás eredetű. Különösen a fürdőszezonban fontos a parton a megfelelő számú hulladéktároló-edény elhelyezése, és mellékhelyiségek biztosítása. Ezt más fürdőhelyeken sem megfelelően valósítják meg, mivel az ott lévő vállalkozók nyereség orientáltak, és egész évi nyereségüket néhány hónap leforgása alatt próbálják meg biztosítani. Az önkormányzatok szűkös költségvetési keretéből pedig nem mindig futja az alapvető higiénés körülmények biztosítására. Az egyéb nitrogén és foszforformák mennyisége nem mutatkozott magasnak. Elképzelhető, hogy a magas nitrát tartalom mellett az alacsony ammónium-ion tartalom a gyors oxidáció következménye. Az oxidatív körülményeket támasztja alá a tóban oldott oxigéntartalom is, 100%-hoz közeli értéket mértem.

A dísztavak 100%-ot meghaladó oldott oxigéntartalma arra utal, hogy ott oxigéntermelő szervezetek vannak jelen. A helyiek feltételezése, hogy a tó vize lúgosodik, igazolást nyert. A lúgossági adatok is emelkedő tendenciát mutatnak. A jelenlegi pH értékek mellett azonban ez a hidrogén-karbonát ionok mennyiségének emelkedését, vagyis pufferkapacitás növekedést jelent. A tó fenekén nincs nagymennyiségű iszap felhalmozódva, ami azt mutatja, hogy az eredeti homokos meder relatív zavartalanul megmaradt. Az ICP-s vizsgálatok szerint az iszapban egyedül az alumínium mennyisége nagyobb. Ez származhat a hulladéklerakói pernyéből. A közeli hulladéklerakóból jelenleg úgy tűnik, hogy nem jut más, a vízminőséget rontó anyag jelentős mennyiségben a tóba. Mindenesetre meggondolandó, hogy hidro-geológialag indokolt-e ilyen jellegű tározó létesítése egy ilyen forgalmas fürdőhely közelében.

A második évezred emberi környezetrongálásban gazdag világában, a Palatinus az egyik legtisztább felszíni víz országunkban.

A Palatinus-tó minősége nem romlik a második évezred küszöbén, figyeljünk oda „”, hogy ez ne következzen be a jövőben se.


Irodalomjegyzék

  1. Nánási Irén: Humánökológia, Medicina Könyvkiadó Rt., 1999
  2. Baráti Sándor: A hidroszféra problémái / [összeáll. Baráti Sándor]. - [Miskolc] : Ökológiai Intézet a Fenntartható Fejlődésért Alapítvány, [1993].
  3. Böhme Martin: Vízvédelem: Útmutató / szerzők Martin Böhme, Angela Brockmann ; Intézet, 1994. - (Környezetvédelmi tanácsadás települések számára)
  4. Csanády Mihály: A hazai ivóvíz-minőségi helyzet a nemzetközi előírások tükrében/ Csanády Mihály. - Bp. : ELTE TTK, 1994. Készült a környezeti komplex oktatásban résztvevők számára.
  5. Tatai Környezetvédelmi Rt.: Szakértői vélemény a Richter Gedeon Vegyészeti Gyár Rt. dorogi telepén keletkező szennyvíziszap ártalmatlanításával kapcsolatosan végzett vizsgálatokról
  6. Fekete Endre: A vízszennyezés ökológiája / Fekete Endre, Szabó S. András, Tóth Árpád. - [Bp.] : Pro Natura, 1991.
  7. Nyilasi János: A víz / Nyilasi János. - Bp. : Gondolat, 1976. - 126 p.
  8. Szalai György: Ember és víz / Szalai György. - Bp. : Mezőgazd. K., 1987.
  9. Élet és Tudomány LVI. Évfolyam, 15. szám Rupert Anikó: A Palatinus-tó állapota
  10. Alkalmazott kémiai laboratóriumi gyakorlatok kémia tanárszakos hallgatók részére, Egyetemi jegyzet: ELTE 1994, Budapest
  11. Egységes vízvizsgálati módszerek: VITUKI, 1975.
  12. A Benedek Endre Barlangkutató és Természetvédelmi Egyesület honlapja (www.bebte.hu)
  13. Kmety István: Szénbányászat Dorogon, 1997 Dorogi füzetek 17.
  14. Körmöndi István: Richter Gedeon Vegyészeti Gyár Rt. dorogi fióktelepének története,1995 RGV Gyár Rt.
  15. 24 Óra c. napilap: 1999.01.24; 1999.03.02; 2000.02.19
  16. Zöld Magyarország: 2000. június
 
 

© 1999-2005 BEBTE www.bebte.hu