KÁRMENTESÍTÉSI KÉZIKÖNYV 4
2. ALAPFOGALMAK, SZAKMAI ALAPOK ÖSSZEFOGLALÁSA


2.1. Alapfogalmak

A kármentesítés végzése során számos fogalom újragondolása és meghatározása vált és válik szükségessé az egyértelmű fogalomhasználat és a jobb érthetőség érdekében. A fontosnak ítélt fogalmak felsorolását az 1. melléklet tartalmazza, a teljesség igénye nélkül.

2.2. A földtani közeg és a felszín alatti vizek rövid jellemzése

A kézikönyv a kármentesítési technológiák alkalmazásának elméleti és gyakorlati alapjait a földtani közeg és a felszín alatti vizek vonatkozásában tárgyalja. E két környezeti elem rövid jellemzését az alábbiakban adjuk meg.

2.2.1. A földtani közeg

Földtani közeg: a föld felszíne és felszín alatti rétegei (talaj és kőzetek, beleértve az ásványokat és ezek természetes és átmeneti formáit), amelyekben a károsító tényezők hatására, károsodás, szennyezés következhet be.

A felszínen és a felszínközelben lévő kockázatos anyagok, a beszivárgó csapadékvíz, talajvíz közvetítésével, szennyezést okozhatnak a mélyebb rétegekben. Ugyancsak mélységi térséget érinthet a bányászat okozta környezetkárosodás, a bányaüregekbe lejutó (lejuttatott) kockázatos anyagokkal, amelyek a környező kőzettársulásokkal az azokban tárolt mélységi vizekkel kerülnek/kerülhetnek kölcsönhatásba.

A talaj és a földtani közeg meghatározó szerepet játszik a földi ökoszisztémákban a fizikai, kémiai és biológiai folyamatokban, az elemek körforgásában. A talajban élő mikroorganizmusoknak köszönhetően a szerves anyagok lebomlanak szervetlen alkotó elemeikre (mineralizáció) és így a növények számára vízben oldható formában felvehetővé válnak.

A talaj nagy adszorpciós képességű szerves és szervetlen kolloid anyagai az agyagásványok és a humuszanyagok, melyek a növényi élet szempontjából hasznos víz és tápanyagok megkötésében játszanak szerepet. Képesek a környezetükbe kerülő szerves és szervetlen szennyezők, környezetre káros, toxikus anyagok meghatározott mértékű megkötésére és visszatartására. Az egyensúlyi viszonyoknak megfelelően a megkötött anyagokat a talaj elengedheti, szennyezve a talajvizet, ill. előidézve a toxikus anyagoknak a növényekbe jutását. Ily módon toxikus anyagoknak az ökoszisztémába való bejutását okozhatja a vízrendszeren, vagy a táplálékláncon keresztül.

A szennyezőanyagok megkötődhetnek a talajban, ha a kockázatos anyag fizikai vagy kémiai erőkkel kötődik a talaj szilárd részecskéihez. Ez a kapcsolódás az adszorpciótól a kovalens kémiai kötésekig sokféle lehet, a szennyezőanyag beépülhet a talaj szerkezetét alkotó szerves vagy szervetlen mikroszemcsékbe és így a növények számára felvehetetlenné válik.

A szennyezőanyagok egy része fizikai, kémiai vagy biológiai hatásra elbomlik, a környezetre nem kockázatos anyagok keletkezése közben (víz, széndioxid stb.). Egyensúlyi helyzet alakulhat ki, ha a kockázatos anyag lebomlása/lebon-tása és folyamatos vagy rendszeres utánpótlódása megegyező mértékű a talajban.

Abban az esetben ha a kockázatos anyag perzisztens, vagyis nem bomlik le, akkor felhalmozódik a talajban. A talaj helyreállításáról gondoskodni kell, amennyiben azt a kockázatos anyag koncentrációja és a területhasználat szükségessé teszi.

A földtani közeg és a felszín alatti víz szennyezését leggyakrabban az ipar, a bányászat, a mezőgazdaság és a közlekedés okozza. Az illegális és a szakszerűtlen hulladéklerakás is nagyban hozzájárul a talaj elszennyezéséhez.

A talajban illetve a földtani közegben az egyes kockázatos anyagok a légkörből száraz, vagy nedves formában kiülepedve, vagy a felszíni vizekből leülepedve a mederben illetve az árterekben halmozódnak fel.

2.2.2. Felszín alatti vizek

Felszín alatti víz: minden, a föld felszíne alatt a telitett zónában elhelyezkedő víz, amely közvetlen érintkezésben van a földtani közeggel.

A felszín alatti vizeket a tároló kőzet és a felszínnel való atmoszférikus kapcsolat alapján négy fő csoportba soroljuk
a) talajvíz,
b) parti szűrésű víz,
c) rétegvíz (porózus tároló kőzet vize),
d) hasadékos tároló kőzet vize (főként karsztvíz).

Talajvíz a felszín közelében lévő legfelső porózus vízadó képződményben tárolt víz, amelyre számottevően hatnak a meteorológiai tényezők, ezért fizikai (pl.: hőmérséklet) és kémiai paraméterei az évszakoknak, hidrológiai ciklusoknak megfelelően változnak, változhatnak. Talajvíz porózus és repedezett kőzetekben egyaránt előfordulhat. A talajvíztükör elhelyezkedése szerint, szabadtükrű és nyomás alatti talajvizet különböztetünk meg.

Parti szűrésű víz: a felszín alatti víz sajátos fajtája, a törmelékes folyóvízi üledékben tárolódó víz. A felszíni vízfolyást övező, azzal közvetlen kapcsolatban lévő víztartó porózus kőzetek rétegeiből felszín alatti vízkivételi eljárásokkal kitermelt víz. A termelt víz elsősorban a folyóból, kisebb mértékben a környező háttér felszín alatti vízéből származik. A vízminőséget a háttérből származó utánpótlódás döntően befolyásolja.

Rétegvíz: A rétegvíz elhelyezkedhet a porózus kőzet pórusaiban, réseiben és hasadékaiban. A rétegvizeket leggyakrabban a víztartó rétegben uralkodó nyomás alapján osztályozzuk, vagyis, hogy a víz nyugalmi szintje a terepszinthez képest hol található. Ha a rétegvíz nyugalmi szintje a felszín alatt van negatív, ha a felszín fölött van pozitív rétegvízről beszélünk.

Hasadékos tárolókőzet vize (pl. karsztvíz): hasadékvíznek nevezzük a hasadékos kőzetek repedéseiben, hasadékaiban, üregeiben tárolt és mozgó vizet. A hasadékos kőzet lehet nem karsztosodó (vulkanitok, metamorfitok) vagy karsztosodó (mészkő, dolomit).

2.3. Kockázatos anyagok, hatások, kockázatok rövid összegzése

A földtani közeg és a felszín alatti vizek szennyeződései többnyire ipari eredetűek. A különböző országokban nagyon hasonló a leggyakrabban szennyezést okozó kockázatos anyagok listája, amelyek a következők:

-Illó- és nem illó alifás és aromás szénhidrogének, úgy mint normál- izoalifás szénhidrogének (C5-C40), benzol+alkilbenzolok, policiklikus aromás szénhidrogének (PAH), stb. Leggyakoribb szennyező iparágak és tevékenységek a kőolajbányászat és feldolgozás, a laktanyák, a benzinkutak, a közlekedés, a műanyaggyártás (kerozin, benzin, gázolaj, gépolajok). A szénhidrogének egy része biológiailag könnyen bomlik és kevéssé toxikus, ezeknél az ökoszisztéma veszélyeztetése gyakran a levegőtől való elzárásnak tulajdonítható. Kockázatosabbak (toxikus, mutagén, karcinogén, teratogén hatásúak) az aromás és a policiklikus aromás szénhidrogének. Ezek biodegradálhatósága limitált, egyesek nagymértékben perzisztensek. Poliaromás szénhidrogének mindig kísérik az olajos szennyeződéseket, de a városi gázt előállító gázgyárak környékén is jellemző szennyező.

-Illó és nem illó halogénezett szerves vegyületek (szénhidrogének), mint például triklóretilén, perklóretilén, klórozott peszticidek, klórbenzolok, klórfenolok és poliklórozott bifenilek (PCB). Szinte kivétel nélkül erősen toxikus hatású vegyületek, melyek az ökoszisztémát és az embert egyaránt veszélyeztetik, perzisztensek, bioakkumulálódó hajlamuk nagy. A kockázatos anyagok származhatnak a zsírtalanítási technológiák, a növényvédőszer gyártás és felhasználás, a fafeldolgozás, a papírgyártás, a műanyagipar területeiről, és egyre kevésbé a villamosenergia-iparból, mivel egyre kevésbé használnak PCB vegyületeket tartalmazó transzformátor olajokat.

-Toxikus fémek, félfémek és azok vegyületei (Ag, As, B, Be, Cd, Co, Cr, CrVI, Cu, Fe, Hg, Mn, Mo, Ni, Sn, Pb, Zn) az ércbányászat, a kohászat és fémfeldolgozás (galvanizálás), valamint az akkumulátorok és szárazelemek gyártásakor kerülhet a környezetbe. A közlekedés, a növényvédőszerek szintén növelik a környezet toxikus fémterhelését. A szennyvíziszappal, a műtrágyákkal folyamatosan terheljük környezetünket. A hulladéklerakók, a legális és illegális tárolók egyaránt kockázatot jelentenek a földtani közegre, a felszín alatti és felszíni vizekre. A környezetbe került toxikus fémek végállomása nagy valószínűséggel a földtani közeg vagy a felszíni vizek üledéke. A toxikus fémek koncentráció - hatás görbéjén tűrhető és toxikus szakaszokat különböztethetünk meg. Az un. esszenciális fémek esetében (Mn, Fe, Cu, Zn, Cr, B, Mo, Cr, Co, Sn) ennek a görbének a kis koncentrációk tartományában a toxikus tartomány előtt egy optimális és egy hiányt jelentő szakaszuk is van.

-Szabad és komplex cianidok, melyek az ércbányászat, ércfeldolgozás, a galvanizálás, a bőrgyártás és a fotocikkek előállításával valamint a gázmassza deponálásával kerül elsősorban a környezetbe.

-Radioaktív anyagok ( 40 K, 210 Po, 226 Ra, 238 Th, 238 U, 134 Cs, 137 Cs, 90 Sr, 131 I) amelyek természetes forrásokból (urán és tóriumbányászat) vagy egyéb emberi tevékenység révén (K-műtrágyák, nukleárisenergia ipar balesetei) kerülhetnek a környezetbe.



2.4. A szennyeződés terjedési folyamatok vázlatos bemutatása

A szennyezést okozó kockázatos anyagok, a nem megfelelő tárolás követ-keztében a levegőbe, a talajba, a felszíni, felszín alatti vizekbe kerülhetnek és a szennyezőforrástól jelentős távolságra is terjedhetnek.

A terjedésre hatással vannak az éghajlati, biológiai, földtani, vízföldtani, áramlási stb. adottságok mellett a kockázatos anyag fizikai-kémiai tulajdonságai is pl. fajsúly, oldékonyság, adszorpció, diszperzió. A különböző kockázatos anyagok egymással kölcsönhatásba kerülhetnek, aminek következtében az anyagok eredeti tulajdonságai megváltozhatnak, s ezek kedvező vagy kedvezőtlen hatással lehetnek a szennyeződés terjedésére.

A szennyeződésterjedési folyamatokat és a kármentesítések során alkalmazható számítógépes programokat a Kármentesítési Kézikönyv 1. "Szennyeződés-terjedési modellek alkalmazása". (1998) OKKP kiadvány részletesen ismerteti.

A kármentesítési műszaki beavatkozás gyakran több módszer együttes alkalmazásával oldható meg. A technológia kiválasztását a szennyezett földtani közeg és a felszín alatti víz sajátos adottságain kívül a szennyezést okozó kockázatos anyag(ok) néhány igen fontos tulajdonsága határozza meg:

  • illékonyság,
  • oldhatóság vízben, vagy szerves oldószerekben,
  • hőhatásra való bonthatóság, vagy stabilitás,
  • biológiai (le)bonthatóság.