Borbás Edit - Eötvös Loránd Tudományegyetem
Borbás Edit - Eötvös Loránd Tudományegyetem
Borbás Edit - Eötvös Loránd Tudományegyetem
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
AZ AGGTELEKI BARADLA- ÉS BÉKE BARLANG<br />
VIZEINEK KÉMIAI VIZSGÁLATA ÉS JELLEMZÉSE<br />
ADATELEMZŐ MÓDSZEREK<br />
FELHASZNÁLÁSÁVAL<br />
Készítette: <strong>Borbás</strong> <strong>Edit</strong><br />
Témavezető: Kovács József<br />
<strong>Eötvös</strong> <strong>Loránd</strong> <strong>Tudományegyetem</strong> Természettudományi Kar<br />
Környezet-földtudomány szakirány<br />
2010.06.04.
A vizsgált terület<br />
� 1996. évi LIII. törvény<br />
� Világ Kulturális és Természeti<br />
Örökségének része (UNESCO<br />
1995. december 6.)<br />
� Ramsari egyezmény (2001.)<br />
2km
Kutatási előzmények<br />
� Üledékvizsgálatok 2002 óta (Vid Gábor és társai)<br />
� Megfigyelőkutak létesítése 2004-2008 között:<br />
Baradla-barlang: Olimposz kút (6,45m), Styx kút (4,75m)<br />
Béke-barlang 86-os pontnál: Béke kút (4,7m)<br />
� 2006: Olimposz kútban folyamatos vízszintmérés => szoros kapcsolat a felszíni<br />
meteorológiai folyamatokkal<br />
Styx kút lezárt állapotban Styx kút nyitott állapotban<br />
Vízszint [mBf]<br />
306<br />
305.5<br />
305<br />
304.5<br />
304<br />
303.5<br />
303<br />
302.5<br />
2006.03.06-00:00<br />
2006.03.07-00:00<br />
2006.03.08-00:00<br />
2006.03.09-00:00<br />
2006.03.10-00:00<br />
2006.03.11-00:00<br />
2006.03.12-00:00<br />
2006.03.13-00:00<br />
2006.03.14-00:00<br />
2006.03.15-00:00<br />
2006.03.16-00:00<br />
2006.03.17-00:00<br />
2006.03.18-00:00<br />
2006.03.19-00:00<br />
2006.03.20-00:00<br />
2006.03.21-00:00<br />
A 2006 évi tavaszi hóolvadás hatása az Olimposz észlelőkút vízszintjére<br />
(BERÉNYI et al. 2008)<br />
2006.03.22-00:00<br />
2006.03.23-00:00<br />
2006.03.24-00:00<br />
2006.03.25-00:00<br />
2006.03.26-00:00<br />
2006.03.27-00:00<br />
2006.03.28-00:00<br />
2006.03.29-00:00<br />
2006.03.30-00:00<br />
2006.03.31-00:00<br />
2006.04.01-00:00<br />
2006.04.02-00:00<br />
2006.04.03-00:00<br />
2006.04.04-00:00<br />
2006.04.05-00:00<br />
2006.04.06-00:00
Célkitűzés<br />
� több mintavétel és kémiai analízis eredménye alapján meghatározni,<br />
mely vízgyűjtő területekkel mutatnak kapcsolatot a barlangi üledékek<br />
vizei<br />
� a barlangi vízmintavétel mellett a barlangi patakok, valamint a<br />
barlangokhoz tartozó források mintáinak vízkémiai elemzése<br />
� a felszíni meteorológiai folyamatok hogyan befolyásolják a vizek<br />
kémiai összetételét<br />
� adatelemzés során kapott eredmények archív mérési adatokkal való<br />
összevetése
Vizsgálati módszerek<br />
� Vízmintavétel<br />
� Laboratóriumi vizsgálatok<br />
� Adatfeldolgozás, eredmények<br />
� Vízkémiai összetétel<br />
� Klaszteranalízis<br />
� Diszkriminancia analízis<br />
� Box Whisker’s diagramok<br />
Többváltozós adatelemzés
Mintavételi helyszínek<br />
Felszíni mintavételi hely EOV-X EOV-Y<br />
Jósva Táró-forrás 349980 760520<br />
Jósva Medence-forrás 349990 760520<br />
Komlós-forrás 349694 760763<br />
Ház-sarki-forrás 349772 760813<br />
Barlangi mintavételi pontok:<br />
-Baradla-barlang: Styx-patak, Styx kút, Olimposz kút,<br />
Olimposz gödör<br />
-Béke-barlang: Komlós-patak, Béke kút
Vízmintavétel<br />
� 2009 december-2010 május<br />
� 10 alkalom<br />
� 10 mintavételi helyszín<br />
� Összesen 94 minta
Laboratóriumi vizsgálatok<br />
A mintákat az alábbi komponensekre<br />
vizsgáltam:<br />
� lúgosság, összes keménység, Ca 2+ ,<br />
Cl - (titrimetria)<br />
� Na + , K + (lángfotometria)<br />
� NO 3 - , NO2 - , PO4 3- ,NH4 + ,SO4 2-<br />
(spektrofotometria)<br />
� pH<br />
� fajlagos elektromos vezetőképesség
- a vizek kémiai összetételére:<br />
- a megfigyelőkutakban mért vízszintértékekre:<br />
A 2010 februári hóolvadás hatása<br />
Olimposz kút Styx kút Béke kút<br />
Dátum Szint csőperemtől (cm)<br />
2010.01.31 202 281,5 83<br />
2010.02.13 239,5 252 85,5<br />
2010.02.20 251 230 n.a.<br />
2010.02.27 65,5 138 98<br />
2010.03.13 65 155 77<br />
2010.03.27 82 174 80,5<br />
2010.04.11 172,5 196 79,5
Vízkémiai összetétel<br />
Piper diagram<br />
-kalcium-magnézium<br />
hidrogénkarbonát vízkémiai fácies
Baradla-barlang Béke-barlang<br />
Klaszteranalízis 1. (medián értékek alapján)<br />
Baradla-barlang<br />
Béke-barlang<br />
A mintavételi helyszínek<br />
csoportosítása:<br />
� Olimposz gödör, Styx-patak,<br />
Jósva Táró-forrás, Jósva<br />
Medence-forrás (1.csoport)<br />
� Komlós-patak, Ház-sarki-forrás<br />
(2.csoport)<br />
� Béke kút, Komlós-forrás<br />
(3.csoport)<br />
� Olimposz kút, Styx kút<br />
(4.csoport)
Diszkriminancia analízis (egyedi mért adatokra)<br />
Az osztályozás 85,1%-ban egyezett meg a mediánokra elkészített klaszter eredményével. Így adatelemzési<br />
szempontból elfogadható, hogy a csoportok léteznek.
Box Whisker’s diagramok (egyedi mért adatokra,<br />
csoportonként)<br />
A Ca 2+ csoportonkénti diagramja A HCO 3 - csoportonkénti diagramja
Klaszteranalízis 2. (medián)<br />
Saját adataim összevetése<br />
archív mérési eredményekkel:<br />
� 1980-1983 (Maucha László és<br />
társainak rendszeresen mért<br />
adatai),<br />
� 2003-2005 (Fehér Katalin nem<br />
rendszeresen mért adatai)
Következtetések<br />
� a karszt természetes állapotára jellemző Ca 2+ és HCO 3 - tartalmú vizek<br />
� hóolvadás hatása a patakok és a forrásvizek összes oldott anyag tartalmára<br />
� az áradmányvizek hatása a kutak vízszintjére, alapvetően ezek határozzák<br />
meg a vízkémiai összetételt<br />
� a barlangi üledékekben szivárgó vizek kémiai tulajdonságaikat tekintve<br />
elkülönülnek a vízrendszer többi pontjától<br />
� Béke-barlang vízrendszerének megváltozása<br />
Javaslattétel:<br />
� a Komlós-forrás további vizsgálata<br />
� További megfigyelőkutak létesítése
Munkám során nyújtott önzetlen segítségéért és támogatásáért az alábbi személyeknek<br />
szeretnék köszönetet mondani:<br />
Kovács József<br />
Vid Gábor<br />
Fehér Katalin<br />
Salamon Gábor<br />
Gruber Péter<br />
Köszönöm megtisztelő figyelmüket!
A Bíráló 1. kérdése<br />
Mi lehet az oka, hogy a Jósva Medence forrásnál a Mg 2+ koncentráció a duplájára,<br />
míg a NO 3 - koncentráció a felére csökkent a korábbi évekhez képest?<br />
Válasz a Bíráló 1. kérdésére<br />
- Mg 2+ koncentráció növekedése: vízrendszer változása az elmúlt időszakban<br />
- NO 3 - koncentráció csökkenése: jelentősen csökkent a mezőgazdasági művelés alá<br />
eső területek aránya – trágyázás csökkenése<br />
1981-1983 2003-2005 2009-2010<br />
Mg 2+ (mg/l) 8,0 6,1 12,2<br />
NO 3 - (mg/l) 11,2 9,1 4,10
A Bíráló 2. kérdése<br />
Mivel magyarázható, hogy a Ca 2+ és HCO 3 - tartalom a Komlós-forrásnál 10%-al<br />
nőtt, a Jósva Táró-forrásnál pedig 10%-al csökkent? Illetve e változást<br />
szignifikánsnak tekinti-e a szerző?<br />
Válasz a Bíráló 2. kérdésére<br />
-A két forrás két különböző barlangrendszerhez tartozik<br />
-Víz-kőzet kölcsönhatás (vízrendszer változása az elmúlt időszakban mind a két barlang esetén)<br />
-Nem tekinthető szignifikánsnak a változás<br />
1981-1983 2003-2005 2009-2010 1981-1983 2003-2005 2009-2010<br />
Ca 2+ (mg/l) 120,0 127,3 129,3 129,0 138,3 118,2<br />
HCO 3 - (mg/l) 364,5 405,7 408,8 396,0 414,8 363,4<br />
Komlós-forrás Táró-forrás
A Bíráló 3. kérdése<br />
Ismertesse a mérései során használt spektrofotométer működési elvét,<br />
illetve a Lambert-Beer törvényt.<br />
Válasz a Bíráló 3. kérdésére<br />
UV/VIS spektrofotométer – folyékony halmazállapotú minták vizsgálata<br />
Felépítése: fényforrás, fény felbontására szolgáló optikai egység, mintabeviteli egység,<br />
detektor, jel-és adatfeldolgozó egység<br />
egyes komponensek koncentrációjának meghatározása a kérdéses komponens adott<br />
hullámhosszon mérhető abszorbanciája segítségével. A módszerrel mindazon anyagok<br />
mérhetők, amelyek a 200 nm ≤ λ ≤ 800 nm tartományban fényt nyelnek el<br />
Lambert-Beer törvény: fényelnyelés arányos az elnyelést okozó komponens koncentrációjával<br />
A = lg(I 0/I) = ε • c • l<br />
A : abszorpció (fényelnyelés)<br />
ε : moláris abszorbancia<br />
c : a meghatározandó komponens koncentrációja<br />
l : rétegvastagság (1cm)
Köszönöm újra a figyelmet!
Change language