Környezet nehézfém-szennyezésének mérése és terjedésének nyomon követése

Átírás

1 Környezet nehézfém-szennyezésének mérése és terjedésének nyomon követése Krisztán Csaba Témavezető: Csorba Ottó 2012

2 Vázlat A terület bemutatása Célkitűzés A szennyeződés jellemzése Mintavételezés Módszerek Eredmények Következtetések 2

3 A terület bemutatása Üröm község Pilis-hegység délkeleti nyúlványa A Budai Termálkarszt része Karbonátos kőzetek (Dachsteini Mészkő; Fődolomit) Régen mészkőbánya, majd hulladéktároló 2010-ben befejeződött a tisztítás (?) 3

4 Célkitűzések Megfelelőnek tekinthető-e a kármentesítés? Szükség van-e további intézkedésekre? 4

5 A gázmassza Városi gáz tisztítására szolgáló heterogén, szilárd keverék Több típusát is használták Alapvetően piritpörk és fűrészpor fő fázisait tekintve 45-60% vasoxid, 5-15% elemi kén, 5-10% fűrészpor, 5-13% kvarc, valamint 0,5-1,2% berlini kék csapadék Szerves szennyezők, illetve: As; Cd; Cu; Ni; Pb; Zn; Ba 5 Komlóssy Anikó (2010)

6 A bánya biológiai jelentősége Uhu megjelenése a területen Hollópár megjelenése 2012 tavaszán Ragadozómadarak költésére alkalmas Torzpók (ízeltlábú-fauna) Hüllők Barlangok denevérek élőhelyeként Védett növényfajok megtelepedésére alkalmas Forrás: Bükki Nemzeti Park Igazgatóság 6

7 A mintavételezés Mintavételezés helyszínei: Óbudai Gázgyár Csókavár bánya Több mintatípus: Szilárd minták Vízminta 7

8 A minták bemutatása A volt Óbudai Gázgyárból származó minták (pasztillázva) A Csókavár bányából származó származó minták 8

9 A mérési módszerek Fénymikroszkópos vizsgálatok Röntgen-pordiffrakció Röntgenfluoreszcencia-analízis Pásztázó elektronmikroszkópia Raman mikrospektroszkópia 9

10 A fő módszer bemutatása Az RFA szilárd minták elemanalitikai vizsgálatának roncsolásmentes eszköze A karakterisztikus röntgenfotonok detektálásával kapunk képet a minta elemösszetételéről 10

11 A mennyiségi meghatározás módszere A kvalitatív vizsgálatok alapján kiválaszthatóak a mennyiségi meghatározásra szánt elemek Addíciós módszer Kis mennyiségű minta esetén nehezen kivitelezhető Munkaigényes Kiküszöbölhető a mátrix hatás és a belső gerjesztési effektus 11

12 c (mg/kg) A Csókavári-barlangból származó minták elemösszetétele A barlangi minták báriumtartalma bárium b1 b2 b3 b4 minta 12

13 A Csókavári-barlangból származó minták ásványfázisai Főként kvarc, kalcit, gipsz, csillámok és kaolinit mutatható ki 13

14 A Csókavári-barlangból származó minták színes részeinek SEM-vizsgálata kénkristályok 14

15 válaszjel A Csókavári-barlangból származó minták színes részeinek Raman spektroszkópiás vizsgálata 600 A színes barlangi minta Raman-spektruma kén barlangi minta berlini kék Fe 4 [Fe(CN) 6 ] Raman eltolódás (1/cm) 15

16 A felszíni minták elemösszetétele Kvalitatív vizsgálat Bárium, arzén, réz és cink található a minták egy részében 16

17 A felszíni minták elemösszetétele A cink és a réz esetén mennyiségi becslést adtam, mely szerint a két elem koncentrációja egyik esetben sem volt határérték fölött (Cu: 200 mg/kg; Zn: 500mg/kg alatt) Az arzén és a bárium mérési eredményei elfogadhatónak bizonyultak, határértékeik: As: 20mg/kg Ba: 300 mg/kg c (mg/kg) Felszíni minták arzén- és báriumtartalma 3500 arzén bárium m1 m2 m3 m4 m6 m8 m9 m10 m11 m12 m13 m14 m15 m16 m17 minta 17

18 A felszíni minták ásványos összetétele A minták ásványos összetételére jellemzőek az alapkőzet karbonátjai Arzénnel szennyezett mintákban pirit, vagy annak bomlástermékei 18

19 A jelenség magyarázata A karbonátos alapkőzeten a pirit bomlása: (Forrás: Tóth & Weiszburg, 2011) A massza és a kőfal között egy átalakult réteg jött létre A földtani közegben is jelen van a pirit 19

20 c (mg/kg) A szennyezés elkülönítése a természetes közegtől Az m15 jelű minta alaposabb vizsgálata RFA nem mutatott ki arzént, báriumtartalma extrém alacsony Főként dolomit és kalcit Felszíni minták arzén- és báriumtartalma arzén bárium m m1 m2 m3 m4 m6 m8 m9 m10 m11 m12 m13 m14 m15 m16 m17 minta 20

21 A T2 jelű, bevonat jellegű felszíni minta Bányagödör alján jelenleg is megfigyelhetőek kis mennyiségben ilyen bevonatok Változatos összetétel, de főként berlini kék 21

22 Intenzitás (beütésszám) A volt Óbudai Gázgyár mintáinak elemösszetétele c (mg/kg) Óbudai Gázgyár mintáinak spektruma ev-es tarományban ólom L α + arzén K α Becsült arzénkoncentráció: 100 mg/kg alatt gazgyari1 gazgyari2 gazgyari3 A volt Óbudai Gázgyár telephelyéről származó minták gazgyari4 báriumkoncentrációi ezüst K α gazgyari5 gazgyari6 gazgyari7 gazgyari ólom L β cirkónium 250 K α antimon K α + + stroncium K β ón K β cirkónium K β antimon K β 500 stroncium Kα ón K 50 α Energia (kev) g4 g5 minta 22

23 A volt Óbudai Gázgyár mintájának SEM-vizsgálata 23

24 Intenzitás (beütésszám) A csókavári vízminta oldott anyagainak elemanalitikai vizsgálata Csókavár kőfejtőből származó vízminta bepárlásával nyert tanletta RFA spektruma spektruma ev-es tarományban 2500 ólom L α 2000 ólom L β 1500 stroncium K α ólom L γ Energia (ev) 24

25 Következtetések Kis mennyiségben, de nagyobb koncentrációban maradtak vissza szennyezőanyagok. Szükség volna a szilárd fázisú anyagok monitorozására. A terület ökológiai potenciálja nagyobb, mint a turisztikai. 25

26 Köszönöm a figyelmet! 26