MSZ EN 14688-1:2003 Geotechnikai vizsgálatok. Talajok azonosítása és osztályozása. 1. rész:
Azonosítás és leírás.
MSZ EN 14688-2:2005 Geotechnikai vizsgálatok. Talajok azonosítása és osztályozása. 2. rész:
Osztályozási alapelvek.
MSZ EN 14689-1:2005 Geotechnikai vizsgálatok. Szilárd kőzetek azonosítása és osztályozása. 1.
rész: Azonosítás és leírás.
MSZ 14043-2:2006 Talajmechanikai vizsgálatok. Talajok megnevezése talajmechanikai szempontból.
MSZE CEN ISO/TS 17892-1:2006 Geotechnikai vizsgálatok. Talajok laboratóriumi vizsgálata. 1.
rész: A víztartalom meghatározása.
MSZE CEN ISO/TS 17892-4:2006 Geotechnikai vizsgálatok. Talajok laboratóriumi vizsgálata. 4.
rész: A szemeloszlás meghatározása.
MSZE CEN ISO/TS 17892-12:2006 Geotechnikai vizsgálatok. Talajok laboratóriumi vizsgálata. 12.
rész: Az Atterberg-határok meghatározása.
67
HIDROGEOFIZIKAI KUTATÁSOK A TOKAJI-HEGYSÉG DÉLI RÉSZÉN
HIDROGEOPHYSICAL RESEARCH IN THE SOUTHERN PART OF THE TOKAJ MOUNTAINS
FEJES Zoltán1, SZŰCS Péter2, SZLABÓCZKY Pál3
doktorandusz1, egyetemi tanár2, nyugalmazott geomérnök3
Miskolci Egyetem, Műszaki Földtudományi Kar, Hidrogeológiai-Mérnökgeológiai Intézeti Tanszék,
3515 Miskolc, Miskolc-Egyetemváros1, 2
MTA-ME Műszaki Földtudományi Kutatócsoport2
hgfejes@uni-miskolc.hu, hgszucs@uni-miskolc.hu
Kivonat: 2011-ben Szerencs Város Önkormányzatának kezdeményezésére újra beindult - Szerencs város külterületi határain belül termális vagy szubtermális fürdővíz beszerzésre irányuló vízföldtani kutatás.
Kutatásunk célja a terület földtani és vízföldtani sajátosságainak bemutatása és területek kijelölése a további geofizikai vizsgálatok miatt. 2013-ban felszíni geofizikai vizsgálatsorozatot végeztünk Szerencsen geotermikus kutatás céljából. A geofizikai eredmények igazolják a geotermikus tanulmány konklúzióját. A kapott adatok segíthetnek egy új hidrogeofizikai módszer kidolgozásában.
Kulcsszavak: Szerencs, geofizikai mérés, hidrokvarcit, geotermikus kutatás
Abstract: In 2011 a hyrdogeological research was started by initiation of Szerencs Self-Goverment to gain thermal and subthermal water near Szerencs. The goal of our research is to introduce the geological and designated any areas for further geophysical research. In 2013 we have made carried surface geophysical measurement in Szerencs for geothermal exploration. The geophysical results support the conclusion of geothermal studie. The data may help in developing of a new hydrogeophysical method.
Keywords: Szerencs, geophysical measurement, hydroquartzite, geothermal exploration
BEVEZETÉS
A Tokaji-hegység – hazánk egyik legismertebb vulkanikus eredetű hegysége – az Északnyugati-Kárpátok részeként, Magyarország északnyugati végében helyezkedik el. A hegység termál-, és hévízkutatás szempontjából mindig is kevésbé előkelő helyen szerepelt a hidrogeológiai szakmai körökben. A terület rendkívül bonyolult geológiai felépítése, az alaphegység anyagi összetételének és elhelyezkedésének bizonytalansága, valamint a kevés számú kellően nagy mélységű kutatófúrás miatt a hegység igen nehéz feladatnak számít a melegvíz felkutatása szempontjából. Összetett földtani helyzete ellenére a Tokaji-hegységben számos langyos- és melegvizet szolgáltató kutat fúrtak, melyek létesítésüket követően, valamint azóta is, megfelelő minőségű és hőmérsékletű vizet szolgáltatnak. A hegység déli részén elhelyezkedő Szerencs város önkormányzata évtizedek óta igényli egy természetes melegvizű fürdő létesítését. Ezen igényekre válaszolva 2011-ben elkészült Szerencs város hévíz beszerzésére irányuló komplex hidrogeológiai és geotermikus tanulmánya. A 2013 januárjában elindult Kútfő projekt keretein belül alkalmunk nyílt rá, hogy a tanulmányban további kutatásra kijelölt térrészt felszíni geofizikai módszerekkel megkutassuk. Az így nyert adatok, valamint a területen korábban végzett felszíni- és fúrólyuk geofizikai vizsgálatok alapjául szolgálhatnak egy újfajta hidrogeofizikai módszer kifejlesztésének, melynek segítségével képesek lehetünk meghatározni a hasonló geológiai adottságokkal rendelkező területek hidrogeológiai és geotermikus paramétereit.
68 TERÜLET GEOLÓGIAI BEMUTATÁSA
Szerencs a Tokaji-hegység déli részén helyezkedik el, több tájegység találkozásánál. Míg északról a Tokaji-hegység határolja, addig jóval síkabb déli része már a Nyírség északi szegletének tekinthető. A terület geológiai felépítését nagymértékben befolyásolta a miocén elején beindult vulkanizmus, melynek során hatalmas mennyiségű piroklasztikum és egyéb vulkáni anyag került a felszínre több periódusban. Az ekkor kiemelkedett hegyek alkotják a hegység jelentős részét, s vastagságuk igen jelentősnek mondható. Több alaphegységkutató fúrás is mélyült a Tokaji-hegység területén (pl.: Tállya-15), de egyik sem tudta átfúrni a miocén vulkáni rétegsort, így a vulkanitok pontos vastagsága továbbra sem ismert. A szarmata végén abbamaradt a vulkáni aktivitás, s beindultak az utóvulkáni folyamatok. Az egyes hegységrészekben nagy kovasavas hévforrásműködés ment végbe, minek során a rétegvizeket, a felszín alatti – a környezetétől még mindig jóval melegebb – magmás intrúziók felmelegítették, kovasavtartalmuk jelentősen megnőtt, s vetőkön, töréseken át feláramlott. A feláramlás során lehűlt, s elkovásította a környezetében lévő kőzeteket, mintegy megjelölve feláramlási pályáját (hidrokvarcit telér). A kovásodás hengerszimmetrikusan alakult ki, s eltérő mértékű agyagásványosodás jött létre a kőzetekben, a feláramló oldat kovasavtartalmától, hozamától, nyomásától, és az átjárt kőzet anyagától függően. Az elkovásított kőzet a környezetétől ridegebb lett, kevésbé állt ellen a tektonikai hatásoknak.
Ennek eredményeként széttöredezett, s egy nagy permeabilitású, jó vízvezetőképességű telér jött létre. A felszínre érve a nyomás és a hőmérséklet lecsökkent, és a víz kovasavtartalma kivált, így hozva létre a felszínen különböző utóvulkáni formákat (limnokvarcit, gejzirit).
Ezek kezdetben a felszínen egy összefüggő takarót hoztak létre, majd eltemetődtek, ill. az erózió által lemorzsolódtak [2]. Mindkettőre találunk példát Szerencs környezetében: a felszínen az Árpád-tetőn, illetve a Református templom előtt figyelhető meg, dél felé haladva azonban a mélybe süllyed s több fúrás is harántolja. Jó vízvezető képességét bizonyítja, hogy ezen kutak nagy többsége a kvarcitos rétegeket szűrőzi, igen jó vízhozam és kedvező hőmérsékleti adatok mellett.
A TERÜLETEN EDDIG VÉGZETT HIDROGEOLÓGIAI ÉS GEOFIZIKAI VIZSGÁLATOK
A területen több mint 50 kút illetve kutatófúrás létesült, melyek többsége sekély (kb. 200 m) mélységű, konkrét vízbeszerzési céllal [1]. A kutak túlnyomó része pleisztocén homokot szűrőz, mely talajvíz vagy rétegvíz túlzottan sekély, hogy a geotermikus kutatáshoz hasznos információkat nyújthasson. Jó néhány fúrás azonban harántolta az utóvulkáni folyamatok során keletkezett töredezett kvarcitréteget, mely nagyságrendekkel jobb hidrogeológiai paraméterekkel rendelkezik, mint környezete. A kvarcitot harántoló kutak többsége ezen réteget szűrőzi, s jó kúthidraulikai, valamint hőmérsékleti paraméterekkel rendelkezik [3].
A hidrokvarcit réteg jobb megismerése érdekében összegyűjtöttük a próbaszivattyúzási adatokat, valamint az ezen fúrásokban végzett karotázsvizsgálati eredményeket. Ezen adatok segítségével pontosítani tudjuk a felszínen végzett geofizikai vizsgálatok értékeit, valamint a mért geofizikai paraméterek és a valós hidrogeológiai paraméterek közötti kapcsolat is meghatározható.
Az 1. Táblázatban összefoglaltuk azon fúrások és kutak fontosabb paramétereit, melyek harántolták a fent említett kvarcitsávot:
69 Kútnév
Szűrőzött szakasz mélysége [m]
Vízadó réteg anyaga Hozam [l/p]
Kifolyó hőmérsék
let [°C]
Ny 184-198.5 szarmata hidrokvarcit 1200 24.8
Csokoládégyár-3 180.3-198 kvarcitos összlet 660 24
Csokoládégyár -2 185-195 kovás tufa,
hidrokvarcit 100 16
Motel Fridez
kútja (K-60) 180-204 miocén hidrokvarcit 1300 24.8
Cukorgyár-1 72-84 repedezett
hidrokvarcit 400 15
Szerencsi Vízmű
kútja (B-55) 18-22 repedezett
limnokvarcit 2340 19
Termálkút (K-53) - hidrokvarcitos
riolittufa 20 -
Bekecsi Vízmű
kútja (B-3) 33-41 miocén hidrokvarcit 1560 21
Bekecsi Vízmű
kútja (B-4) 37.3-60.3 miocén hidrokvarcit 3150 21
1. Táblázat Hidrokvarcitot szűrőző kutak a területen
A Szerencs-Ny jelű kút szűrőzésének karotázsszelvénye alapján (1. ábra) már levonható bizonyos következtetés a réteg hidrogeológiai tulajdonságait illetően. A természetes gamma és a természetes potenciál (SP) mérések egyértelműen jelzik a réteghatárt a hidrokvarcit és környezete közt az anyagi összetétel eltéréséből adódóan. A réteg nagy permeabilitással rendelkezik, melyet a neutron-neutron görbe hirtelen kiugrása is bizonyít. A karotázsvizsgálat során mért fajlagos ellenállás értékek igen fontosak a felszíni geofizika számára, mert az itt nyert adatokkal sikeresen tudjuk korrigálni a VESZ vizsgálat során nyert adatokat. A fajlagos ellenállás több tényezőtől is függ.
1. ábra A Szerencs-Ny jelű kút szűrőzésének egyszerűsített karotázs szelvénye
70
A fajlagos ellenállás értéke egy összetett adat, melyben benne van a vízadó réteg anyagi összetételéből eredő fajlagos ellenállás, a hőmérséklet, a pórustérfogat, a szaturáció, illetve a víz oldott ion tartalma. Maga a hidrokvarcit egy nagy szilikáttartalmú (ρa=1012Ωm) kőzet, ám a benne áramló víz jelentősen módosíthatja a fajlagos ellenállás értékét. Minél nagyobb a víz oldott ion tartalma, annál jobb vezetőként viselkedik, míg desztillált víz (zérus vagy ahhoz közeli oldott ion tartalom) esetében szigetelőnek tekinthetjük (ρa=2*1014Ωm). A hidrokvarcitot szűrőző kutak vizéből vett vízminták vízkémiai vizsgálatának összefoglalóját a 2. Táblázatban foglaltuk össze.
Kútnév Összes oldott anyag tartalom [mg/l]
Kifolyó hőmérséklet [°C]
Csokoládégyár-3 229 24
Csokoládégyár -2 229 16
Motel Fridez kútja (K-60) 170 24.8
Szerencsi Vízmű kútja (B-55) 607 19
Bekecsi Vízmű kútja (B-3) 606 21
Bekecsi Vízmű kútja (B-4) 615 21
2. Táblázat A vizsgált kutak vizéből vett vízminták néhány vízkémiai paramétere Az így nyert adatok további információt nyújtanak a hidrogeofizikai kép pontosításához. A fajlagos ellenállás értékek pontos ismeretében ugyanis becsülhetővé válnak a további hidrogeológiai paraméterek (pl.: szivárgási tényező, permeabilitás stb.).
FELSZÍNI GEOFIZIKAI MÉRÉSEK
A 2011-ben elkészült Szerencs város hévíz beszerzésére irányuló komplex hidrogeológiai és geotermikus tanulmányban kijelöltük azon helyszíneket, ahol további kutatásokat javaslunk elvégezni. A további kutatások eszközéül a felszíni geofizikai vizsgálatokat jelöltük ki (VESZ). Itt a mérési pontok darabszámát, elhelyezkedését és a várható behatolási mélységet is egyértelműen jelöltük, valamint a feltárandó hidrokvarcit várható süllyedését déli irányba.
A 2. ábrán a szerencsi felszíni geofizikai vizsgálat 22+3 db mérési pontja látható.
A pontok behatolási mélysége változó: 200 m-től egészen 500 m-ig terjed. Ennek oka, hogy a mérés során megpróbáltuk követni a hidrokvarcit telér valószínűsíthető haladási irányát. A pontok elhelyezésénél az alábbi tényezőket vettünk figyelembe:
· belterület és külterület elhelyezkedését
· az önkormányzati határt
· a mérést befolyásolható „zajos” környezetet
· a kvarcittelér valószínűsíthető haladási irányát
· a pontok lefedjék az egész területek
· az így kapott adatok alapján az egy dimenziós kiértékelésen túl, egy új 3D-s kiértékelést is el kívánunk végezni, mely a későbbi hidrogeofizikai vizsgálatainkhoz nyújthat segítséget!
71
2. ábra A szerencsi felszíni geofizikai vizsgálat mérési pontjai
A mérés kezdetén 3 különálló pontban végeztük el a referenciaméréseket, a hidrokvarcit paramétereinek részletesebb megismerése érdekében. A referenciapontok mind olyan környezetbe lettek elhelyezve, ahol bizonyítottan van hidrokvarcit előfordulás.
1. Első referenciapont (REF1): a Bekecsi Vízmű kútjainak környezetében lett felvéve, mivel itt a felszínhez igen közel (40-50 m) a fúrások már harántolták a kvarcitréteget.
2. Második referenciapont (REF2): a Szerencsi Református templom közelében lett kijelölve, mivel a templom előtt megtalálható a hidrokvarcit felszínre bukkanása.
3. Harmadik referenciapont (REF3): a Csokoládégyár udvarán lett felvéve, mivel a kvarcitot szűrőző Cs-3-as kút rendelkezett a legjobb hidrogeológiai paraméterekkel.
KIÉRTÉKELÉSEK
A 3. ábrán a 3. referenciapont VESZ görbéjét mutatjuk be. Egyértelműen kimutatható benne a kis rétegvastagságú, nagy ellenállású (3-5-7 m), de jó vízvezető képessége miatt csökkent fajlagos ellenállású hidrokvarcit réteg.
A referenciapontban mért VESZ görbéken látható anomáliát a környezetétől eltérő hidrogeofizikai tulajdonságokkal rendelkező hidrokvarcit rétegek okozzák. A konkrét mérési pontokban jelentkező hasonló eltérések jelölik a keresett réteg helyzetét. A VESZ görbék fajlagos ellenállásértékeinek változását megfigyelve azt tapasztaltuk, hogy a földtani környezet három részre osztható fel:
1. Legfelül egy nagy ellenállású, valószínűleg javarészt törmelékes összlet 2. Középen extémen kis ellenállású rétegösszlet
3. Legmélyebben nagy fajlagos ellenállású földtani képződmény
72
3. ábra REF3 referenciapont VESZ görbéje
Az 1 dimenziós kiértékelés segítségével azonban még nem vonhatunk le messzemenő következtetéseket a földtani közeg tulajdonságaira, hidrogeológiai paramétereire vonatkozóan. A nagyobb részletességű geofizikai felbontás érdekében elvégeztük a 1,5 dimenziós kiértékelést az 1. és a 10. pontok között. Az így nyert - már nem látszólagos - É-D-i É-D-irányú szelvényt a 4. ábrán mutatjuk be.
4. ábra É-D irányú VESZ szelvény 1,5 D-s inverzió kiértékelése
A 4. ábrára nézve látható a terület vulkanikus volta. Legnagyobb mélységben repedezett andezit lávakőzet helyezkedik el, melyből több vetőn keresztül is mélységi vízfeláramlásra lehet számítani. Ezen keresztül áramlottak fel valószínűleg a magas szilikáttartalmú oldatok, melyek az utóvulkáni folyamatokat hatására indultak be. A 4. ábrán több nagyobb töréses
73
zónát is megjelöltünk. Az andezites aljzat felett helyezkedik el egy kis fajlagos ellenállású réteg, melynek anyaga agyagos bontott tufa összlet. Az alacsony fajlagos ellenállását valószínűleg a vízzel való magas telítettsége okozza. Legfelül helyezkedik el a nagyobb fajlagos ellenállású zóna, melyben több vékony (pár méter vastag) hidrokvarcit sáv is fut, melyek jó vízvezető képességekkel rendelkeznek, de ezek rétegzettségét az elektromos mérés nem tudja kimutatni a kis felbontóképesség miatt. Fontos megjegyezni, hogy a kiértékelés még csak a kezdeti eredményeket mutatja, ezért csak nyersadatként kezelendő, azonban figyelemreméltó, hogy a 2 dimenziós kiértékelés előzetes eredményei is hasonló földtani és hidrogeológiai felépítést mutatnak, ezzel igazolva a geotermikus tanulmányunkban kapott eredményeinket.
A földtani, hidrogeológiai kép nagyobb részletességű felbontása érdekében további geofizikai vizsgálatokat javaslunk elvégezni a területen. A felszíni VESZ szelvények 2, illetve 3 dimenziós kiértékelése is hasznos információt adhat a területről, valamint a réteghatárok elhelyezkedésének pontosítása érdekében több magnetotellurikus mérés elvégzése is céljaink közt szerepel. Az így nyert adatokat összevetve a mért hidrogeológiai paraméterekkel megindulhatnak a mérések a Tokaji-hegység több geotermikusan fontos területén pl.:
Sárospatak [4], Abaújszántó, Tokaj.
KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS
A tanulmány/kutató munka a Miskolci Egyetemen működő Fenntartható Természeti Erőforrás Gazdálkodás Kiválósági Központ TÁMOP-4.2.2/A-11/1-KONV-2012-0049 jelű „KÚTFŐ”
projektjének részeként – az Új Széchenyi Terv keretében – az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.
FELHASZNÁLT IRODALOM
[1] FEJES, Z., SZŰCS, P., SZLABÓCZKY, P., Melegvízkutatás nagymélységű adathiányos környezetben Szerencs térségében, Műszaki Tudomány az Észak-Kelet Magyarországi Régióban 2012 ELEKTRONIKUS MŰSZAKI FÜZETEK 11, Szolnoki Főiskola, p. 303-313.
[2] LENGYEL E.,Földtani és kőzettani megfigyelések a Tokaji-hegységben, Földtani közlöny, 1959., p. 381-392.
[3] MIKLÓS,G.,Langyosvízbeszerzési lehetőségek Szerencs térségében, Geokomplex Kft., Miskolc, 2003.
[4] SZŰCS P.,RITTER GY., Sárospatak-Végardó Termálfürdő hévízkútjainak hidrodinamikai modellezése, In A kárpát-medence Ásványvizei V. Nemzetközi Tudományos Konferencia, Románia, Csíkszereda, 2008., p. 51-61.
74
SZEKVENCIÁLIS EXTRAKCIÓS VIZSGÁLATOK RUDABÁNYAI MEDDŐHÁNYÓ MINTÁKON
SEQUENTIAL EXTRACTION INVESTIGATIONS ON WASTE DUMPS SAMPLES OF RUDABÁNYA
TÓTH Márton1, KOVÁCS Balázs2, CZINKOTA Imre3
1PhD hallgató, Miskolci Egyetem, Környezetgazdálkodási Intézet
2egyetemi docens, Miskolci Egyetem, Környezetgazdálkodási Intézet
3egyetemi docens, Szent István Egyetem, Talajtani és Agrokémiai Tanszék
hgtoth@uni-miskolc.hu
Kivonat: A szakirodalomban számos szekvenciális kioldási módszer ismert, melyek lényege, hogy fokozatosan erősödő oldószerek alkalmazásával viszik oldatba a nehézfémeket [1, 2, 3]. Környezetvédelmi szempontból történő alkalmazásra az MSZ-21470:2006-os szabványban [4] leírt 4 lépcsős módszer a legalkalmasabb, melynek frakciói a vízoldható; a növények által felvehető; a mobilizálható és az összes elemtartalom (szilikátok nélkül). Rudabánya geológia történetéből ismert, hogy a hidrotermális érctelep-képződés során a vasércek mellett réz, cink és ólom ércek is keletkeztek. Mivel a bányászat elsősorban a vasércek kitermelésére irányult, így a meddőhányókban a nehézfémeket tartalmazó ércek is felhalmozásra kerültek, melyek a korábbi vizsgálatok szerint egyes meddőhányókban jelentős mennyiségben vannak jelen. Az MSZ-21470:2006-os szabvány alapján kioldási vizsgálatokat végeztünk rudabányai meddőhányó mintákon. Az eredmények alapján elmondható, hogy már gyenge savas kioldás során (növények számára felvehető elemtartalom) a 6/2009. (IV. 14.) KvVM-EüM-FVM együttes rendeletben foglalt határérték feletti koncentrációk tapasztalhatók a higany, az ólom, a cink és a kadmium esetében.
Kulcsszavak: Rudabánya, meddőhányó, szekvenciális extrakció
Abstract: Several sequential extraction method are known in the professional literature as Tessier’s extraction [1], BCR extraction [2], Dold’s extraction [3] and MSZ-21470:2006 standard [4]. These sequential extractions are based on the chemical composition of gradual stronger leach solutions starting with deionized water and ending with strong acids for total digestion. The best method from aspect of environmental application is the MSZ-21470:2006 standard because the steps of this sequential extraction were created by mobilization capability of heavy metals. The fractions are the water soluble fraction; bioavailable fraction; total mobile and pseudo total heavy metal content (without silicates), respectively. During genesis of the hydrothermal ore deposit of Rudabánya not only the iron ores were formed but also several ores of zinc, lead, copper and mercury. The main exploited ores were the iron ores so the ores of different heavy metals were stored up in waste dumps. The sequential extraction investigation of waste dump samples of Rudabánya were based on the MSZ-21470:2006 standard. During investigation the significant mobilization of heavy metals have already been experienced in weak acidic extraction which amount is equal with the amount of bioavailable heavy metal content of samples. To compare these results with threshold values of Decree No. 6/2009. (IV. 14.) KvVM-EüM-FVM, the amounts of easily mobilizable heavy metals are higher than threshold value for lead, zinc, cadmium and mercury in soils.
Keywords: Rudabánya, waste dump, sequential extraction
1. BEVEZETÉS
A polimetallikus ércesedésre települt bányák meddőhányóiban a nehézfémek magas koncentrációban lehetnek jelen, így a kilúgzás útján [5] jelentős hatást gyakorolhatnak a felszíni és felszín alatti vizek minőségére. Ezek közül néhány nagy toxicitású, ezért a migrációs folyamataik ismerete nélkülözhetetlen az ökológia és egészségügyi kockázatuk becslésére. Kutatási területünk a felhagyott rudabányai bánya terület, ahol főleg a higany, cink, ólom és réz transzportjának vizsgálatával foglalkozunk.
75
Rudabánya Észak-Magyarország legöregebb polimetallikus ércesedésre települt bányája volt, melyet 1985-ben zártak be. Az érctelep a Jura korban képződött, amikor a mellétei-óceáni kéreg szubdukálódott a gömöri-szilicei kontinentális lemez alá. Az alábukást követő szigetívvulkanizmus során feltörő hidrotermák átitatták a triász dolomitot (Gutensteini Formáció) és mészkövet (Jósvafői Formáció), melyekben metaszomatózis útján létrejött az ércesedés [6]. A folyamat során a dolomitot (CaMg(CO3)2) alkotó magnézium és kalcium, vasra cserélődött ki. Elsőször a sziderites és limonitos érctelep jött létre, melyet később egy másik hidrotermális oldat itatott át. Ennek következtében keletkeztek a rezet, ólomot, higanyt és a cinket tartalmazó ércek [7]. Mivel a bányászat csak a vasércek kitermelésre irányult, ezért az említett fémeket tartalmazó érceket is a meddőhányókban halmozták fel, ennek következtében igen magas koncentrációban vannak jelen.
Bánya területeken a felszíni és felszín alatti vizek oldott nehézfém terhelése általában a szulfidos ércek oxidációjából fakad. A meddőhányókba beszivárgó víz kémhatása enyhén savas, ennek hatására mobilizálódhatnak az elemek és mélyebb rétegekbe mosódhatnak [8, 9].
A diffúz nehézfém szennyezések kiterjedését a meddőhányók geokémiai tulajdonsága és ércesedésük foka befolyásolja [10]. Magyarországi viszonylatban Rudabánya geokémiája egyedülálló, mert az ércesedés karbonáthoz kötődve jött létre, ebből adódóan a felszíni és felszín alatti vizek kémhatása lúgos.
MSZ-21470-50:2006 Dold-féle extrakció Oldott ásványok, elemek
1 Vízoldható (10 g minta, 100 ml
desztillált vízben, 2 órás rázatás)
1 Vízoldható (1 g minta 50 ml ioncserélt vízben, 1 órás rázatás)
másodlagos szulfátok,
bonattit /CuSO4*3(H2O)/, ,
gipsz /CaSO4*2(H2O)/,
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)
kalcit /CaCO3/, adszorbeált
és kicserélhető ionok
3 FeIII oxihidroxidok (0.2 M
ammónium-oxalát 3,0 pH-n, 1 órás rázatás, sötétben)
schwertmannit
/FeIII16O16(OH)12(SO4)2/,
másodlagos jarozit
/KFeIII3(SO4)2(OH)6/
4 FeIII oxidok (0,2
ammónium-oxalát 3,0 pH-n, 2 órás 80 o C-os vízfürdőben)
goethit /FeIIIO(OH)/, jarozit
/KFeIII3(SO4)2(OH)6/,
Na-jarozit /NaFeIII3(SO4)2(OH)6/
3 Mobilizálható (65% HNO3,
35% H2O2 oldatban 3 órás forralás)
5 Szervesekhez kötött és
másodlagos réz szulfidok (35%
H2O2, 1 órás meleg vízfürdőben)
szervesek, covellin /CuS/,
kalkocit /Cu2S/,
4 Összes (szilikátok nélkül)
(királyvizes oldás) 6 Elsődleges szulfidok (oldás KClO3 és HCl kombinációjával, majd forralás 4 M HNO3
oldatban)
pirit /FeS2/, kalkopirit
/CuFeS2/, szfalerit
/(Zn,Fe)S/, galenit/PbS/, cinnabarit /HgS/
7 Összes (HNO3, HF, HClO4,
HCl általi feltárás) szilikátok, maradék
1 Táblázat Az MSZ-21470-50:2006 és a Dold-féle 7 lépéses extrakció összevetése A nehézfémek különböző erőséggel lehetnek kötődve a talajkolloidok felszínén vagy a
76
kőzetmátrixban. Az egyes frakciók meghatározására a szekvenciális extrakciós módszerekkel van lehetőségünk. Ezeken keresztül információt kaphatunk az ércek oxidációjának fokáról, a könnyen mobilizálódó és az összes nehézfém tartalom arányáról. A szakirodalomban számos szekvenciális extrakciós eljárás ismert, mint a Tessier-féle 5 lépcsős [1], a BCR [2] 3 lépcsős, a Dold-féle [3] 7 lépcsős és a MSZ-21470-50:2006 szabványban [4] foglalt 4 lépcsős módszer. Ezek közül a legnagyobb felbontású a Dold-féle szekvenciális extrakciós eljárás, viszont környezetvédelmi célú alkalmazásra az MSZ-21470-50:2006-os szabványban foglalt a legalkalmasabb, mert ebben az egyes kioldási lépcsők meghatározása során a nehézfémek mobilizálódási képességét vették alapul. A Dold-féle módszer elsősorban ásványtani vizsgálatokra lett kidolgozva, viszont egyes lépcsői megfeleltethetők az MSZ-21470-50:2006-os szabványban leírt módszer lépcsőivel (1. táblázat).