6. A monitoring eredményeinek bemutatása

A felszín alatti környezetben zajló folyamatok értékelhetőségének fontos összetevője az adatok megfelelő megjelenítése. A megjelenítés eszközei a táblázatok, izopotenciál- és izokoncentrációs térképek, grafikonok, idősorok és szelvények.

A monitoring tevékenység során gyakorlatilag minden, a tényfeltárásnál alkalmazott megjelenítési forma használata szokásos. Egy adott vizsgálati periódusra vonatkozóan a monitoring során is szokásos a mért potenciáladatok vízszinttérképen (esetleg áramlási képen) való megjelenítése, a szennyezőanyagok-, bomlástermékek-, elektron akceptorok és mikrobiológiai lebontó tevékenysége során keletkező anyagcsere termékek koncentráció-eloszlás térképének készítése.

A legfőbb különbség a tényfeltárással szemben az, hogy az utóellenőrzés egyes időszakaiból nyert adatok alapján idősorok készíthetők, azokból pedig trendek számíthatók, melyekből prognózisok állíthatók fel a szennyezőanyagok jövőben várható viselkedésére, koncentrációjára vonatkozóan.

A monitoring tevékenység során beszerzett adatok térképi megjelenítésén és értékelésén kívül az adatok diagramokban történő megjelenítése is elterjedt. A térképi megjelenítéssel együtt a diagramos/grafikonos ábrázolással az egy időpontra vonatkozó térbeli értékelés mellett, a folyamatok térben és időben beállt változásait is nyomon lehet követni. Az alábbiak olyan vizsgálandó paramétereket, diagrammokat és grafikonokat mutatnak be, amelyek egy “hagyományos” utóellenőrzés keretein belül akár negyedévente is elkészíthetők. A hidrogeológiai és koncentráció-csökkenési folyamatok diagramokkal és a térképi megjelenítési formákkal együtt történő adatértékelése megkönnyíti a munkát, mivel így könnyen észrevehetővé válnak a területen bekövetkezett változások.

		6.1 Folyadékszint változások

Felszín alatti vizek esetében az egyes figyelőpontokon, vagy felszíni vizek esetében a mérőpálcán mért vízszintek (abszolút vagy relatív) idősora a víz szintjének változásáról, ingadozásáról árulkodik. Az idősor segítségével nyomon követhetők a monitoring időszak során beállt vízszintváltozás, a szezonális változások (csapadék, szárazság) hatása víz szintjére, vagy akár a kialakult trendek is megállapíthatók. Felszíni vizekkel közvetlen kapcsolatban lévő felszín alatti vizek esetében a vízszintek egymásra hatásának vizsgálata is fontos információkat hordozhat a szennyezőanyagok terjedése szempontjából (6.1-1. ábra).

A monitoring tevékenység során az egyes figyelőpontokon mért vízszintekkel együtt a felúszó fázisú szennyezettség látszólagos vastagságának idősorát is érdemes elkészíteni, mert a magas- illetve alacsony vízszinteknek a felúszó vastagságra gyakorolt hatása leolvasható a diagramról (6.1-2. ábra).

Amennyiben a monitoring célja a felúszó fázisú szennyezőanyag eltávolítását célzó műszaki beavatkozás hatékonyságának értékelése, akkor az egyes figyelőpontokon a tényfeltáráskor, illetve azt követő monitoring periódusokban a felúszó fázis mért látszólagos vastagságának változását kell értékelni. Célravezető a mért értékek abszolút értékben (méterben), vagy a kiindulási vastagsághoz képest számított arányát is ábrázolni. Az egyes diszkrét pontokra gyakran trendek illeszthetők, melyek segítségével a felúszó fázis várható elfogyási idejét becsülni lehet. Bár a felúszó fázisú szennyezettség látszólagos vastagságát és elterjedését jelentősen befolyásolja a vízszint, és a mért érték általában nincs szoros összefüggésben a valódi vastagsággal, az egyes területrészekre vonatkozóan elvégzett átlagolásokból kapott látszólagos vastagságok egymáshoz viszonyított értékeinek értékelése célravezető lehet a prognózisok készítéséhez. Ezen kívül bevett eljárás még a figyelőpontok közvetlen környezetéről információt adó lefölözés-visszatöltődés vizsgálat is. Ez gyakorlatilag egy egyszerűsített Bail-down teszt, amelyben a lefölözött szennyezőanyag mennyiségéből és a visszatöltődési arányból lehet következtetni a felszín alatt tározódó mobilizálható önálló fázisú nem vizes folyadék mennyiségéről nagyságrendnyi pontossággal. A figyelőpontokon kívül a mentesítő műtárgyakban (kutak, szivárgó aknák) is érdemes megvizsgálni a felúszó fázisú szennyezettség vastagságát és a kitermelési adatokat. Kutas mentesítés esetén – ha vízkitermeléssel együtt történik az úszó fázis kiemelése – a víz kitermelési adatokkal együtt kutanként, lehetőleg havi bontásban abszolút (liter, m ³ ) és fajlagos (liter felúszó/m ³ víz) értékekkel is érdemes ábrázolni és értékelni.

		6.2 Az oldott és kötött formájú szennyezőanyagok koncentrációjának változása

Ha felszín alatti vízben, vagy a földtani közegben oldott állapotú vagy a talajmátrixhoz kötött formájú szennyezőanyagok koncentrációjának idősorát felállítják, akkor láthatók az idő előrehaladtával kialakult trendek vagy az éppen stagnáló állapot. A vizsgált szennyezőanyag koncentrációjának idősorával párhuzamosan érdemes a mért folyadékszintek, illetve egyéb vízkémiai paraméterek értékeit is feltüntetni, mert gyakran összefüggések állapíthatók meg a vizsgált tényezők között. Az egyes vizsgálati tényezők között korreláció kereshető.

Az egyszerű idősoros ábrázoláson túl összetettebb rendszerek esetében más ábrázolási módok is elterjedtek. Ezek az ábrázolások általában kémiai elemzési eredmények együttes vizsgálata során szükségesek. A több vegyi anyag keverékéből álló szennyezőanyagok vagy több, egyszerre vizsgálni kívánt paraméter esetében elterjedt ábrázolási mód a háromszögdiagram, kördiagram, sugárdiagram vagy oszlopdiagram használata. Többnyire két, vagy legfeljebb néhány időpontban az egyes összetevők arányában vagy koncentrációjában egy adott helyen beállt változások nyomon követhetők ezzel az ábrázolással. Például a felszín alatti vizet ért szénhidrogén szennyeződés kármentesítése során a vízben oldott formájú szennyezőanyagot alkotó illékony aromás (VAPH) és illékony alifás (VALPH), valamint a kevéssé illékony-extrahálható (EPH) szennyezőanyagok arányának változása mutatható be szemléletesen. Benzines eredetű oldott szennyezőanyagok sikeres kármentesítése – víztisztítással történő koncentráció-csökkentése – esetében az illékony szennyezőanyagok aránya lecsökken, míg a kevéssé illékony szennyezőanyagok aránya megnő a teljes (egyébként abszolút értékben csökkenő koncentrációjú) szennyezettséghez képest (6.2-1. ábra).

Az idősorokon kívül a biodegradációra hajlamos szennyezőanyagok és bomlástermékeik koncentrációjának változását gyakran ábrázolják egy szelvény mentén (a talajvíz áramlási irányában középvonal mentén) a távolsággal skálázott diagramos formában is (6.2-2. ábra).

6.2-2. ábra

A bomlástermékek koncentrációjának szelvény menti eloszlása

Ezzel a módszerrel a szennyező forráshoz képest nagyobb vagy kisebb vízpotenciálon lévő pontokon mért koncentrációk, vagyis az egy adott időpillanatban kialakult eredeti szennyezőanyag és a bomlástermék(ek) csóván belüli eloszlása jellemezhető.

A térben és időben bekövetkező változások – fenti módszerekkel végzett – együttes értékelése a szennyezőanyagok felszín alatti környezetbeli viselkedésének komplex értékelést teszi lehetővé.

		6.3 Általános vízkémiai és geokémiai paraméterek

		6.3.1 Általános vízkémiai paraméterek

A nem szennyezett felszíni és felszín alatti vizek összetétele a szennyezett vizekhez hasonlóan helyileg és az idővel is változhat, így az összetétel leírása a természetes alapállapot megismerése céljából alapvető fontosságú. A felszíni és felszín alatti vizekben számos szerves és szervetlen szilárd, folyékony vagy gáz állapotú anyag lehet oldva. Azon oldott szervetlen eredetű anyagokat sorolják a főbb alkotók közé, melyek koncentrációja általában meghaladja az 5 mg/l értéket (Na, K, Ca, Mg, Si, Cl ^- , SO₄ ^2- , HCO₃ ^- ). A legfőbb alkotók közé nem tartozó vegyületek koncentrációja általában 0,01-10 mg/l közötti (B, F, Fe, Sr, K, NO₃ ^- , CO₃ ^2- , NH₄ ⁺ ), míg számos elem (Al, As, Cu, Ag, Pb, Mo, Ni, Zn, U, stb.) és azok vegyületei csak nyomnyi mennyiségben, kisebb mint 0,1 mg/l koncentrációban találhatók meg a vizekben. Főként felszíni és sekély felszín alatti vizekben azonban természetes eredetű oldott szerves anyagok (mint pl:huminsavak, aminosavak, szénhidrátok, szénhidrogének, lignin, csersav, acetátok) is előfordulhatnak, csekély vagy nyomnyi mennyiségben.

A fontosabb oldott gázok közé tartoznak az oxigén, szén-dioxid, kén-hidrogén és metán, de ezeknek a gázoknak a koncentrációja erősen függ azok maximális oldhatóságától. A vizek alapállapotának felvételekor nem szükséges minden elképzelhető oldott “alkotó” meghatározása. Az általános vízkémiai vizsgálatok során a tipikus főbb komponensek és néhány kiegészítő jellemző mérése szokásos (6.3.1-1. táblázat).

Az általános vízkémiai vizsgálatokkal azonosításra kerül közel az összes oldott anyag tartalom. A szennyezetlen vizekben az általános vízkémiai vizsgálatokkal ki nem mutatott ionok és szerves alkotók általában elhanyagolható hányadot képviselnek. Az alapállapot felvétel minőségi ellenőrzésére létezik egy egyszerű módszer, melynek során a kationok és anionok milliequivalens (meq) koncentrációja kerül összehasonlításra. Mivel a víz kifelé semleges töltésű, a kation és anion meq/l koncentráció aránya ideális esetben egyenlő kell legyen 1-gyel. Egy példát mutat az ionegyensúly számítására a 6.3.1-2. táblázat.

	konc.	EW	konc		konc.	EW	konc
Kationok	mg/l	mg/meq	meql	Anionok	mg/l	mg/meq	meq/l
Vas	5.47	27.9	0.20	Klorid	4.0	35.5	0.11
Nátrium	32	22.98	1.39	Bromid	0.3	79.9	0.004
Mangán	0.28	27.45	0.01	Hidrogén-karbonát	925	61	15.16
Magnézium	109	12.15	8.97	összes			15.28
Kálium	1.7	39	0.04
Kalcium	99	20.04	4.94	kation/anion =1.02
Ammóniumion	1.35	17	0.08
összes			15.63

A kation-anion arány 1±0,05 értéke még elfogadható. Az elfogadhatónál nagyobb mértékű eltérés okai lehetnek a gyorsan változó koncentrációjú vegyületek, a minták tartósítása és tárolása során bekövetkező hibák, a laboratóriumi mérés hibái, vagy gyakran olyan vegyületek nagy koncentrációban való előfordulása, melyek egyébként ritkák, vagy nem jellemző alkotói a vizsgált víznek, tehát szennyezőanyagként vannak a vízben.

Az általános vízkémiai vizsgálatok eredményeinek megjelenítésére, értékelésére számos grafikus eljárás fejlődött ki. Ilyenek többek között az oszlop diagram, Stiff-diagram, kördiagram, radiális- és a Piper-diagram (6.3.1-1. ábra).

Mindegyik megjelenítési forma meq/l, vagy %meq/l formát igényel. Az oszlop-, radiális-, Stiff- és kördiagram elkészítése nem bonyolult, de a Piper diagram három önálló diagramból áll. A Piper diagramban a kation- és anion háromszögben elfoglalt hely jelöli ki a rombuszban betöltendő helyet, ahol a vizsgált komponens koncentrációjának abszolút értékét gyakran a pont nagyságával szemléltetik. A vízkémiai paraméterek térbeli eloszlásának szemléltetésére pedig gyakran használják az egyszerű diagramok (Stiff-, kördiagram) geológiai szelvények mentén történő elhelyezésének módszerét, de (szisztematikusan változó paraméterek esetében) elterjedt az izovonalas ábrázolás is.

6.3.1-1. ábra

		6.3.2 Geokémiai paraméterek

Az általános vízkémiai jellemzők közül több tényező abszolút értékének területi eltérését diagramban/grafikonban ábrázolva is értékelhető a felszín alatti környezetben zajló lebontó mikrobiológiai tevékenység. Amennyiben a területen olyan szennyezőanyag van jelen, amelynek biológiai lebontása lehetséges és meg is történik, akkor gyakorlatilag kivétel nélkül eltérnek a szennyezetlen és szennyezett területen mért általános vízkémiai paraméterek. A destruktív, vagyis a szennyezőanyag abszolút mennyiségét csökkentő folyamatok (aerob-, anaerob biodegradáció, reduktív deklorináció, fermentáció és a kometabolizmus) elsősorban a szerves eredetű szennyezőanyagokra jellemzőek.

A szervetlen eredetű szennyezőanyagok közül az ammónia, nitrát és cianid azok, amelyek mikrobiológiai úton is degradálódnak, de a szervetlen szennyezőanyagok koncentrációja főként a nem destruktív folyamatok (kicsapódás, ioncsere, szorpció, kipárolgás) hatására csökken az idővel és a távolsággal.

A geokémiai paraméterek (elektron donorok, szervetlen elektron akceptorok és anyagcseretermékek) koncentrációinak területi, vagy időbeli bemutatása többnyire a szerves eredetű szennyezőanyagok destruktív koncentrációcsökkenésének jellemzésére szolgál. A geokémiai paraméterek – bomlástermékekkel együtt – térben történő bemutatása jól szemlélteti a szennyezett és szennyezetlen területen mérhető paraméterek koncentrációja közötti különbségeket (6.3.2-1. ábra). A szerves szennyezőanyagok esetében leggyakrabban ábrázolt geokémiai paramétereket – melyek a destruktív koncentrációcsökkenési folyamatokat írják le – a 5.7-2. táblázat mutatja be.

Az asszimilációs kapacitás értékeket kördiagram formájában – a százalékos arányokat feltüntetve – is érdemes ábrázolni annak érdekében, hogy az egyes monitoring időszakokban bemutatható legyen a felszín alatti környezetet jellemző mikrobiológiai tevékenységek relatív sorrendje; vagyis a domináns lebontó tevékenység (6.3.2-2. ábra).

Az aerob és anaerob (denitrifikáció, vas-, mangán-, szulfátredukció és metanogenezis) viszonyokat jellemző százalékos megoszlások időbeli változása alapján jól látható, ha pl. a szennyezett területre jelentős mennyiségű oldott nitrát érkezik, a metanogén körülmények dominánssá válnak, vagy akár a jelentős mennyiségű csapadék hatására nagy mennyiségű oldott oxigén jut a területre. A számított teljes asszimilációs kapacitás, illetve – a koncentrációcsökkenési állandó vízszinttel együtt felvett idősora alapján további következtetések vonhatók le a szennyezőanyagok bomlására vonatkozóan.

6.3.2-2. ábra

Az egyes mikrobiológiai lebontó tevékenységek százalékos megoszlása

Szervetlen eredetű szennyezőanyagok, mint a kationos- és anionos formájú nehézfémek, anionok (foszfátok és borátok), ammónia és cianidok koncentrációcsökkenési folyamatainak nyomon követésére (monitoringjára) szintén felhasználható néhány geokémiai paraméter. A főbb vizsgált jellemzők a pH és a redox potenciál változása. A szervetlen szennyezőanyagok koncentráció-csökkentő folyamatainak jellemzésére ezen geokémiai paraméterek meghatározása elengedhetetlen, hiszen az olyan – vizes környezetben zajló – folyamatok, mint a szorpció-deszorpció, komplexképzés, redox reakciók, csapadékképződés, hidrolízis vagy ioncsere mind függenek a víz pH és/vagy redoxpotenciál értékétől. A szervetlen vegyületek kémiai formáinak ábrázolására a pH-koncentráció diagramot és Pourbaix diagramot célszerű felvenni. A víz pufferkapacitásának monitoringozására a lúgossági fokot kell meghatározni, míg a víztartó réteg szorpciós képességének változását a “hozzáférhető” vas-hidroxid koncentráció, karbonátásvány- és agyagtartalom mérésével lehet nyomon követni.