műszaki földtudományi közlemények, 86. kötet, 1. szám...

Műszaki Földtudományi Közlemények, 86. kötet, 1. szám (2017), pp. 181–192.

REKULTIVÁLT HULLADÉKLERAKÓ

SZENNYEZETTSÉGÉNEK VIZSGÁLATA

TURAI ENDRE1–SZILVÁSI MARCELL22

Absztrakt: A több mint két évtizede rekultivált kommunális hulladéklerakó által okozott

polarizációs környezeti szennyezettség becsléséhez fajlagos ellenállás és indukált polarizá-

ciós (IP) felszíni geofizikai méréseket alkalmaztunk. A mérések megmutatták, hogy a re-

kultivált hulladéklerakó még napjainkban is közepes és helyenként nagy környezeti szeny-

nyezettséget mutat. A hulladéklerakónak nincs ugyan aljzatszigetelése, azonban vízbázis-

védelmi szempontból kedvező, hogy a szennyezést áteresztő kavicsréteg alatt szigetelő

agyagréteg van.

Kulcsszavak: indukált polarizáció, fajlagos ellenállás, súlyozott amplitúdó érték, korri-

gált látszólagos vezetőképesség.

BEVEZETÉS

Az IP (Induced Polarization) geofizikai módszert klasszikus érckutató módszerként

vezették be az 1950-es években [17], [3], [5] a földtani-geofizikai kutatások terüle-

tén, mind a terepi [4] mind pedig a laboratóriumi [6], [7] méréseknél.

Az 1980-as évektől kezdve a módszer fokozatosan elterjedt a környezetvizsgá-

lati-környezetvédelmi feladatok eredményes megoldásánál is, a környezeti szeny-

nyezésekre való nagy érzékenysége miatt.

Az IP-módszer időtartományban mérhető ηa(t) látszólagos polarizálhatósági

görbéje integrál-transzformációval írható le [8], s ezen transzformáció inverzével,

az ún. TAU-transzformációval [9] előállítható a méréshez tartozó időállandó spekt-

rum (w(τ)), ami a polarizáció időállandó (τ) szerinti súlyeloszlását mutatja.

Az időállandók növekedésével a filtrációs, a membrán, a redox, a fémes és a

dielektromos polarizációk különíthetők el [12]. Az időállandók értékei alapján a

1 Dr. Turai Endre

CSc, Dr. habil., intézetigazgató egyetemi docens

Miskolci Egyetem, Geofizikai és Térinformatikai Intézet

H-3515, Miskolc-Egyetemváros.

[email protected]

2 Szilvási Marcell

tanársegéd

Miskolci Egyetem, Geofizikai és Térinformatikai Intézet

H-3515, Miskolc-Egyetemváros,

[email protected]

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

182 Turai Endre–Szilvási Marcell

polarizáció típusa és kialakulásuk földtani okai becsülhetők [15], míg az időállandó

spektrum amplitúdója az adott időállandójú polarizáció mértékét adja meg.

A TAU-transzformációt diszperz ércesedést tartalmazó magminták laboratóriu-

mi vizsgálatánál fejlesztettük ki [6], [7], terepi IP-méréseknél pedig 1992-ben egy

Offheim melletti kommunális hulladéklerakó vizsgálatánál alkalmaztuk először

[10]. A sikeres terepi alkalmazást követően, a módszert eddig több mint ötven ma-

gyarországi mérési projektben használtuk [13], [14] eredményesen a területek álla-

potvizsgálatánál.

A környezeti polarizációs szennyezettség fokának számszerű jellemzésére Turai

[11] bevezetette az ún. időállandóval súlyozott amplitúdó érték (WAV – Waited

Amplitude Value) paramétert, valamint a kőzetek ionos szennyezettségének becs-

lésére az időállandó spektrum (w[τ]) és a közeg egyenáramú látszólagos fajlagos

vezetőképességének (σa) szorzataként előállított [12] korrigált látszólagos fajlagos

vezetőképességet (σcorr(τ)).

1. A VIZSGÁLT TERÜLET BEMUTATÁSA

A felszíni geofizikai mérésekkel vizsgált terület Nyékládháza belterületén, a 35.

számú főközlekedési út és a Miskolc–Budapest vasútvonal kereszteződése mellett

található (1. ábra), több mint húsz éve rekultivált kommunális hulladéklerakó volt.

1. ábra: A felszíni geofizikai mérések területe

A mérési területen az 1. ábrán feltüntetett 7 db szelvény mentén végeztük el a fel-

színi méréseket. A szelvények közül négy (1–4 szelvények) a rekultivált hulladék-

lerakó felett haladt, míg három (5–7 szelvények) esetében csak a szelvények hosz-

szának közelítően a fele esett a hulladéklerakóra. (Az 1. ábrán jól kivehető – sötét-

zöld színnel – a hulladéklerakó területe.)

Rekultivált hulladéklerakó szennyezettségének vizsgálata 183

2. AZ ALKALMAZOTT GEOFIZIKAI MÓDSZEREK

A mérési programban fajlagos ellenállás tomográfiát és IP-tomográfiát alkalmaz-

tunk. A tomográfiai méréseket IRIS SYSCAL Pro Ch. 72 műszerrel végeztük.

A tomográfiai méréseknél 5 méteres elektródaközű Wenner elektróda elrende-

zést [4] használtunk multielektródás mérési technikával. Az 1. ábrán, a szelvények

végein feltüntettük az első és az utolsó elektródák sorszámát.

A cikk további részében a tomográfiai mérések eredményeiből számított szeny-

nyezettség metszeteket mutatjuk be.

3. A MÉRÉSEK EREDMÉNYEI ALAPJÁN SZÁMÍTOTT KÖRNYEZETI

SZENNYEZETTSÉG METSZETEK

A felszínen végzett tomográfiai mérésekkel a szelvények nyomvonala alatti verti-

kális síkban kapjuk meg a behatolási mélységig a talaj és a talajréteg alatt elhe-

lyezkedő kőzetek ún. látszólagos fajlagos ellenállás és látszólagos IP-tölthetőség

térbeli eloszlását. A Res2DInv szoftverrel [1], [2] elvégzett 2D inverziós feldolgo-

zással térben megadható volt [16] a hulladéktest feküjének, valamint a polarizációs

szennyezettség feküjének az elhelyezkedése. Ebben a dolgozatban a mérési ered-

mények alapján számított környezeti szennyezettség mértékét és annak térbeli el-

oszlásképeit mutatjuk be a mérési szelvények alatt. Az első polarizációs környezeti

szennyezettséget mutató paraméter [11] az időállandóval súlyozott amplitúdó érték

(WAV), ami a w(τ) időállandó spektrum és a τ időállandó szorzata. A környezeti

szennyezettség mértékét a WAV-paraméter értékei alapján az 1. táblázatban bemu-

tatott, gyakorlati mérések alapján meghatározott kategóriák szerint becsülhetjük.

1. táblázat

A WAV értékek és a szennyezettség mértéke

WAV-érték Környezeti szennyezettség mértéke

0,2 – igen erősen szennyezett

0,1 – 0,2 erősen szennyezett

0,05 – 0,1 közepesen szennyezett

0,02 – 0,05 gyengén szennyezett

0,0 – 0,02 nem szennyezett

A 2a. ábra az 1. szelvény alatt meghatározott WAV-metszetet mutatja. Az ábráról

megállapítható, hogy a felszín alatt 2,5 m és 40 m közötti mélységintervallumban

közepes és erős a polarizációs szennyezettség foka, annak ellenére, hogy a kom-

munális hulladéklerakót már több mint húsz éve bezárták és rekultiválták. A WAV-

paraméter döntően a membrán (diszperz agyagtartalom okozta), redox (oxidatív és

reduktív kémiai szennyezés okozta), valamint a metallikus (fémes szennyezés

okozta) polarizációk hatását mutatja. Látható tehát, hogy ezek a szennyezések a

rekultiváció után több évtizeddel is megmaradnak a hulladékban, illetve a hulla-

déktest az azt átmosó csapadék hatására tovább szennyezi a környezetét.


2a. ábra: A WAV paraméter alapján becsült szennyezettség eloszlása

az 1. mérési szelvény alatt

Az ionos szennyezettséggel arányos a korrigált fajlagos vezetőképesség (σcorr(τ))

mértéke [12]. Tapasztalat szerint ez a paraméter 100 milliSiemens/méter (mS/m)

értéknél gyenge ionos szennyezettséget jelez, míg 200 mS/m-nél nagyobb értékek-

nél már közepes a szennyezettség mértéke. A 2b. ábrán a σcorr(τ) paraméter elosz-

lását mutatjuk be az 1. szelvény alatt. Látható, hogy az 1. szelvény alatt szinte a

teljes mélységtartományban közepesnél nagyobb az ionos szennyezettség mértéke,

sőt bizonyos részeken még 1000 mS/m-nél nagyobb értékek is megjelennek.

2b. ábra: A σcorr(τ)-paraméter eloszlása az 1. mérési szelvény alatt


A szennyezettséggel arányos WAV- és σcorr(τ)-paraméterek 2. szelvény alatti elosz-

lása a 3a. és 3b. ábrákon látható. Mindkét paraméter alapján az állapítható meg,

hogy a 2. mérési szelvény alatt gyenge és közepes a környezeti szennyezettség

mértéke.

3a. ábra: A WAV-paraméter alapján becsült szennyezettség eloszlása

a 2. mérési szelvény alatt

3b. ábra: A σcorr(τ)-paraméter eloszlása



A 3. szelvény alatti szennyezettség 4a. és a 4b. ábrákon bemutatott eloszlásképei

alapján szintén az látható, hogy a hulladéktest közepes, a környezete pedig gyenge

polarizációs szennyezettséget mutat.






Az 4. mérési szelvény alatt szintén hasonló szennyezettség eloszlásokat (5a. és 5b.

ábrák) kaptunk. A hulladéktest még itt a lerakó szegélyzónájában is közepes és

gyenge mértékű szennyező forrásként jelentkezik.






A továbbiakban három olyan szelvényt mutatunk be, amelyeknek csak a fele

esik a hulladéklerakóra, míg a másik fele már a hulladéklerakón kívül helyezkedik

el. A kvázi észak-déli irányban felvett 5. és 6. mérési szelvények alatt számított

szennyezettség eloszlásokat a 6a., 6b., 7a., és 7b. ábrák mutatják. Mindkét szel-

vény (5. és 6.) alatt egyértelműen megállapítható, hogy a hulladéktest közepes

szennyezést okoz, míg a hulladéktest környezete (a hulladéklerakó környezete)

gyengén szennyezett.


az 5. mérési szelvény alatt

6b. ábra: A σcorr(τ)-paraméter eloszlása az 5. mérési szelvény alatt




7b. ábra: A σcorr(τ)-paraméter eloszlása a 6. mérési szelvény alatt

A haránt irányban felvett 7. szelvény (lásd az 1. ábrát) alatti szennyezettség elosz-

lásokat a 8a. és a 8b. ábrákon mutatjuk be. Az ábrák alapján egyértelműen kije-

lenthető, hogy a szelvény bal oldali fele alatt – ami a hulladéklerakóra esik – a


hulladéktest közepes szennyezettséget mutat, míg a hulladék feküje és a hulladék

környezete gyenge szennyezettséggel jelentkezik.



8b. ábra: A σcorr(τ)-paraméter eloszlása a 7. mérési szelvény alatt

AZ EREDMÉNYEK ÖSSZEGZÉSE

Az elvégzett vizsgálatok alapján megállapítható, hogy a Nyékládháza területén

lévő kommunális hulladéklerakó, annak ellenére, hogy több mint két évtizede be-

zárták és az előírásoknak megfelelően rekultiválták, sajnos még mindig környezeti

szennyező forrást jelent a környező vízbázisra. Az 1-2 m vastagságú talajjal leta-

kart hulladéktest közepes és az 1. szelvény alatt helyenként erős polarizációs és

ionos szennyezettséget mutat, míg a hulladéktest környezete gyengén szennyezett a


teljes kutatási terület alatt, 40 m mélységig. Ennek az az oka, hogy a hulladéktest

még több évtizeddel a rekultiválás után is megtartja szennyező hatását, ha a hulla-

dékot nem távolították el, illetve nem semlegesítették.

Az előzőek miatt javasoljuk a hulladéklerakó ismételt mérésekkel történő állapot-

vizsgálatát, illetve a vízbázismonitoring-rendszer kiépítését a lerakó környezetében.

KÖSZÖNETNYILVÁNÍTÁS

A tanulmány a TÁMOP-4.2.1.B-10/2/KONV-2010-0001 jelű projekt alapján, az

INNOVÍZ-Innovatív megoldások a felszín alatti vízkészletek fenntartható hasznosí-

tása érdekében című, GINOP-2.3.2-15-2016-00031 sz. projekt részeként – az Új

Magyarország Fejlesztési Terv keretében – az Európai Unió támogatásával, az

Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg.

JÓKÍVÁNSÁG

A szerzők jókívánságaikat fejezik ki Bőhm Professzor Úrnak 70. születésnapja

alkalmából, jó egészséget és további alkotó erőben megélendő éveket kívánva.

FELHASZNÁLT IRODALOM

[1] BARKER, R., D.: A simple algorithm for electrical imaging of the surface.

First Break, 10, 53–62.

[2] GEOTOMO SOFTWARE: Res2DINV 3.55, Malaysia, www.geoelectrical.com.

[3] KELLER, G. W.–FRISCHKNECHT F. C.: Electrical Methods in Geophysical

Prospecting. Pergamon Press, Oxford, 1966.

[4] KEAREY, P.–BROOKS, M.–HILL, I.: An Introduction to Geophysical Explora-

tion. Blackwell Publishing Company, Oxford, 2002.

[5] SUMNER, J. S.: Principles of Induced Polarization for Geophysical Explora-

tion. Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam, 1976.

[6] TURAI E.: A gerjesztett polarizáció (GP) dinamikus paramétereinek megha-

tározása kőzetmintákon. Kutatási jelentés, Nehézipari Műszaki Egyetem,

Miskolc, 1978, 19–25.

[7] TURAI E.: A gerjesztett polarizáció (GP) dinamikus kőzetfizikai paramétere-

inek meghatározására szolgáló műszer-módszer továbbfejlesztése. Kutatási

jelentés, Nehézipari Műszaki Egyetem, Miskolc, 1979, 8–44.

[8] TURAI E.: GP time-domain görbék TAU-transzformációja. Magyar Geofizi-

ka, XXII/1, 1981, 29–36.

[9] TURAI, E.: TAU-Transformation of Time-Domain IP Curves. ANNALES

Univ. Scien. Budapestinensis de Rolando Eötvös, Nom. I–II, 1985, 182–189.

http://www.geoelectrical.com/


[10] TURAI, E.–ELSEN, R.–LIMBROCK, K.: Analysis of IP time-domain data

measured above a waste site near Offheim using TAU-transformation of IP

chargeability curves. TEMPUS pr. Report, DMT Institute for Applied Geo-

physics, Bochum, 1992.

[11] TURAI, E.: IP Data processing results from using TAU-transformation to de-

termine time-constant spectra. Geophysical Transactions, 44, 2004, 301–

312.

[12] TURAI, E.: Data Processing Method Developments using TAU-transfor-

mation of time domain IP data. Acta Geodaetica et Geophysica Hungarica,

46(4), 2011, 391–400.

[13] TURAI, E.: Application possibilities of IP method in the fields of environ-

mental protection, ore- and direct hydrocarbon exploration. Geosciences

and Engineering, 1(2), 2012, 161–166.

[14] TURAI, E.: Some field measurement results of IP method. Geosciences and

Engineering, 1(2), 2012, 167–172.

[15] TURAI E.–NÁDASI E.–SZILVÁSI M.: A geoelektromos geofizikai módszerek

terepi alkalmazásának új eredményei a környezetvizsgálatok területén. Mű-

szaki tudomány az Észak-Kelet Magyarországi régióban 2016, Miskolc,

Debrecen, 2016, 680–689.

[16] TURAI E.–SZILVÁSI M.–NÁDASI E.–ABORDÁN A.: Rekultivált hulladéklera-

kó belső szerkezetének vizsgálata geoelektromos módszerekkel. Műszaki tu-

domány az Észak-Kelet Magyarországi régióban 2017, Nyíregyháza, Debre-

cen, 2017, 586–593.

[17] WAIT, J. R.: Overvoltage Research and Geophysical Applications. Pergamon

Press, London, 1959.

műszaki földtudományi közlemények, 86. kötet, 1. szám...

Documents