430 likes | 678 Views
Földtudományi szakismeretek. Környezetföldtan. KÖRNYEZETFÖLDTAN. Környezet: Adott helyen, adott időben, adott rendszerre ható tényezők összessége Környezet – természettudományos megközelítése: Az élő szervezeteket körülvevő fizikai, kémiai, biológiai tényezők együttese (élő+élettelen)
E N D
Földtudományi szakismeretek Környezetföldtan
KÖRNYEZETFÖLDTAN • Környezet: Adott helyen, adott időben, adott rendszerre ható tényezők összessége • Környezet – természettudományos megközelítése: • Az élő szervezeteket körülvevő fizikai, kémiai, biológiai tényezők együttese (élő+élettelen) • Környezet – környezettudományi megközelítése: • Az emberi lét, tevékenység és a természetes, ill. átalakított környezet kapcsolata (földi rendszerek: víz, levegő, talaj, kőzetek, élővilág) • Környezetföldtan- Környezettudomány ága • Földtani ismereteket vizsgál a környezetgazdálkodás érdekében
Környezetföldtani vizsgálat jellege • Alapkutatás: globális változások vizsgálata, geológiai eredetű veszélyek kutatása • Alkalmazott kutatás: bányászat földtani, vízföldtani környezeti hatásainak kutatása, ipari és mezőgazdasági tevékenységek hatásainak vizsgálata • Gyakorlati tevékenység: adott környezeti problémák földtani vonatkozásainak gyakorlati megoldása, pl.: hulladék-elhelyezés, környezeti állapotfelmérés, kárlokalizálása, kárelhárítás
Környezetföldtani vizsgálat tárgya, céljai 1. • Természeti eredetű földtani veszélyforrások: • Endogén: • Földrengések • Vulkanizmus • Tömegmozgások • Exogén: • Viharok • Árvíz • Belvíz • Tengerparti vízmozgások
Környezetföldtani vizsgálat tárgya, céljai 2. • Antropogén eredetű földtani veszélyforrások: • Mindennapi élet: • Vízhasználat • Szennyvízelvezetés Hulladék-elhelyezés hidrogeológiai eszközök • Termelő tevékenység: • Ipari • Tájsebek rehabilitációja, meddők rekultivációja • Talajvíz és felszíni vizek szennyezése Geológiai módszerek, öko-ásványok (zeolit, perlit) • Mezőgazdasági • Talajerózió, talajvíz-szennyezés • Túllegeltetés
Rendszerszemlélet • Zárt rendszer: határain keresztül csak energiaáramlás lehetséges, anyagáramlás nincs vagy a rendszer szempontjából elhanyagolható mértékű. • A FÖLD , mint egész zárt rendszer-határain át döntően energiaáramlás van (elhanyagolható a földi méretek szempontjából a meteoritok anyaga, a napszél, a külső légkörből megszökő hidrogén) • A földi alrendszerek (atmoszféra, hidroszféra, litoszféra-pedoszféra és bioszféra) nyitott rendszerek: folyamatos kölcsönhatás, anyag- és energiakicserélődés van (negatív-pozitív visszacsatolás)
Napsugárzás felmelegíti a világtenger vizét • PÁROLGÁS • Felhő- és csapadékképződés • Lehullott csapadék • Egyensúly: • Szárazföldek • CS=P+L • Óceánok • P=CS+L (befolyás)
Sűrűsége függ:sótartalom, TºC, nyomás 4 ºC-on a legnagyobb, 1 g/cm³, a hőm.növelésével, csökkentésével a sűrűség csökken. (hidegebb kisebb sűrűségű 0,91-0,92 g/cm³ jég úszik (térfogata 8-10%-kal nő) sótartalom növekedésével a sűrűség nő: 1,02-1,04 g/cm³. pH: neutrális-6,5-7,5
Sótartalom: halin (35%o<), mixohalin(0,5- 35%o) , limnohalobikus(0,5 %o>); 1NK=10 mg CaO/1liter víz) Stenohalin=szűk tűrés, állandó só cc. Eurihalin=tág t.,változó só cc. torkolatok
Vízburok • A vízburok döntő tömege az óceáni medencékben található. A körforgás révén azonban a Föld vízkészlete állandó mozgásban van, s így az összes geoszférát összekapcsolja. E hatalmas tömegű "vándorláshoz" az energiát a napsugárzás biztosítja. A földfelszín 71 %-át, mintegy 350 millió km² felületet borít víz. • Földünk hatalmas vízkészletének (kb. 1400 millió km³) 96,4 %-a a sós víz és 3,6 %-a (kb. 50 millió km ³) édesvíz, de ennek is döntő része, kb. 2 %jégtakaróként halmozódott fel, elsősorban a Déli-sarkvidéken. Az emberiség rendelkezésére - elsősorban a folyókban és tavakban - a teljes földi vízkészlet 0,011%-a (190000 km³) áll, ebből kell gazdálkodni.
A vízben előforduló anyagok 1. A víz természetes anyagai ideális estben • · Kálcium, magnézium (100-150 mgCaO/l) • · Jód ( 25 g/l ) • · Fluor (0.2-1 mg/l ) • · Klorid, szulfát ( 200 mg/l ) •Nátrium ( 200 mg/l ) .
Érdekességek a vízhasználatról: • Németországban körülbelül 130 liter ivóvizet használ el naponta egy ember - más európai országokkal összehasonlítva, ez a mennyiség igencsak gazdaságosnak mondható. A svájciak és az olaszok körülbelül 250 litert használnak el naponta. • Ám mindössze 4 litert használnak szomjuk enyhítésére és főzéshez, 55 litert a fürdőszobában, 32 litert a WC öblítéséhez, 25 litert mosáshoz, 8 litert pedig mosogatáshoz használnak
A vizek természetes előfordulása • 2. FELSZÍN ALATTI VIZEK: • · talajvíz ( 20 m ) • · rétegvíz, artézi víz (50– 500 m) • · karsztvíz (20 – 50 m) •forrásvíz (20 – 500 m). 3. CSAPADÉKVíZ
Felszín alatti vizek (Talajnedvesség: a felszín és a talajvíztükör közötti zóna víztartalma) • Talajvíz (az első vízzáró réteg felett felhalmozódó vízkészlet) • Rétegvíz (két vízzáró réteg közötti vízkészlet) • Résvíz (karsztvíz, hasadékvíz) (a kőzetek repedéseiben felhalmozódó vízkészlet)
Talajvíz • Felszín-közeli törmelékes medenceüledékekben lévő víz = felszín alatti víz • áramló víz, vízáramlási sebesség kicsi: 0,1-10 m/év Mélysége: Alföld: 2-5 m, dombvidékeknél 8-10 m
Bevételi oldal: Vízutánpótlás: homok területeken kb. 50-100 mm/év löszös-iszapos területeken 5-10 mm/év Csapadék (Mo.:-on főleg a téli csapadék adja az utánpótlást) Talajvíz oldalirányú áramlása (hegyvidéki ter.-eken, med.-be nyúló hordalékkúpok esetén) Felszíni vizek (szívó hatás, duzzasztó hatás) Öntözés Kiadási oldal: Párolgás Elfolyás (áramló talajvíz esetén) Társadalom vízkiemelése (tartós változás megbontja az ökológiai egyensúlyt) Talajvízháztartás:
Jellemzői: • Nyílt tükrű (csak kivételes esetben áll nyomás alatt) • Mérések alapján megállapítható: • abszolút talajvízszint(talajvíztükör tengerszint feletti magassága (Balti-tenger)) • relatív talajvízszint(a talajvízszint felszín alatti mélysége, a talajfelszín és a talajvízszínt távolsága)
Talajvízjárás • Talajvízjárás: a talajvízszint időbeli változása • A leszivárgáson és a talajvíz párolgásán keresztül a talajvízszint alakulása szorosan kapcsolódik az éghajlati elemek, a csapadék és a hőmérséklet időbeli alakulásához. A talajvízjárás minden (napi, évszakos, évi) időléptékben követi a csapadék és a hőmérséklet ingadozását. Minél mélyebb a talajvíz, annál nagyobb időbeli késleltetéssel követi az éghajlati elemekingadozását, és kisebb az ingadozása .
Talajvízszint változása :- Állandó, lassú változást mutat- Hidrológiai év: nov. 1.-ápr. végéig = téli félév (a vízkészlet gyarapodik) máj.1. – okt. végéig = nyári félév (a vízkészlet fogy) Talajvíz hasznosítása: • Öntözés • Szennyeződések (műtrágya-nitrát, szennyvíz)
Talajvíz – az ivóvíztartalék • Romániában, Szlovákiában - és részben Magyarországon is - az ivóvizet legnagyobb részt a talajvízből vagy forrásvízből nyerik. • Kis mennyiség származik közvetlenül felszíni vizekből. • A tiszta talajvíz tehát a tiszta ivóvíz fontos előfeltétele. Ha a talajvízszint jelentős mértékben csökken, az súlyos ivóvízhiányhoz vezethet.
Rétegvíz:két vízzáró réteg közötti vízkészlet Jellemzői: • Más néven artézi víz (1126.-Artois tartomány) • Felhalmozódósa medencékben (a víztartó és vízzáró rétegek szinklinális települése esetén) • Klasszikus pl.: Párizsi-med., Nagy-artézi-med. (Ausztrália), magyar Alföld • Mo.-on 58000 mélyfúrás, (ebből 43000 az Alföldön), 9000 pozitív kút
Rétegvíz- termálvíz- ásványvíz • Vízzáró rétegek közötti vizek • Geotermikus viszonyok Magyarországon: • 100 méterenként kb. 5ºC hőmérséklet növekedés (20 m-ként 1 ºC ) • oka: 24-26 km-es kéregvastagság + jó hőszigetelő üledékek (agyagok, homokok)
Résvíz (karsztvíz, hasadékvíz):a kőzetek repedéseiben, hasadékaiban, üregeiben felhalmozódó víz Karsztvíz jellemzői: • A karszt belsejébe szivárgó víz útja 3 szakaszraosztható: leszállóöv, függő karsztvíz, támaszkodóöv • A karsztvíz helyzete alapján: mélykarszt, sekélykarszt • A karszt elhelyezkedése alapján: nyílt karszt, fedett karszt
A felszín alatti vizek hőmérséklete: • A felszíni hőm. ingadozás a mélység felé haladva csökken • 20 m-en 10 oC (= Mo. évi középhőmérséklete) • Hévíz= vízföldrajzi szempontból 10 oC felett, balneológiai szempontból 20 oC felett • A mélyebben fekvő vizek hőm.-e a geotermikus gradienstől függ
Felszín alatti vizek minősége - össefoglalás Jellemzői: • Keménysége (vulkáni kőzet lágy – ül. kőzet kemény) • Szénsavtartalma • Kémhatása • Sótartalma (édesvíz, brakkvíz, sósvíz) Ásványvizek (oldott ásványi anyagtart. alapján): Pl: alkálikus vizek (K,Na, Ca), földes-meszes, konyhasós, keserű vizek, vasas, kénes, jódos-brómos, radioaktív)
A felszín alatti vizek felszínre lépése: • Areális felszínre lépés (mocsár, láp) • Pontszerű felszínre lépés (forrás) Források tipizálása: - A forrás és a táplálóterület magassági helyzete alapján • Leszálló forrás (rétegforrás, törmelékforrás) • Átbukó forrás (egyszerű átbukó forrás, szűkülő forrás) • Felszálló forrás (vetőforrás, réteggyűrődéses forrás)
Források tipizálása:- Működés jellege alapján: • Állandó forrás (Vaucluse-ök) • Időszakos forrás (intermittáló, epizodikus) Intermittáló: periodikusan ismétlődő időközönként következik be a vízszállítás (gejzírek) Epizodikus: a vízszállítás nem szabályos időközönként következik be (éhségforrás, katavotra)
A vizek természetes előfordulása 1. FELSZÍNI VIZEK: • természetes állóvizek (tó, mocsár, tenger) • mesterséges állóvizek (víztározók) • természetes vízfolyások (folyó, ér, patak) • mesterséges vízfolyások (csatorna).
Fogalmak • Vízgyűjtőterület • Vízválasztó • Vízállás, vízjárás; Kisvíz, középvíz, nagyvíz, árvíz • Ártér nagyvíz idején árvízi meder területe • Gátakkal védett folyó-szakaszakon a gátak között hullámtér, gátak mögött ármentesített terület • Teraszképződés • Vízhozam • Hordalékjárás – hordalékképződés – hordalékszállítás (szemcseméret, lebegtetés, zátony,sziget) – esés, sebesség
Folyóvíz munkája: • Munkavégzés függ: vízhozam, meder esése, áramlási sebesség. • A folyó felszínformáló munkája a domborzat függvényében: • Felső szakaszjelleg: hegységi, emelkedő térszínen, V alakú völgyet mélyít (szurdok, kanyon) • Középső szakaszjelleg: süllyedő med.-be érve, alacsonyabb lejtésű ter.-en; a folyó kanyarogva halad (meanderező); épít (domború oldalon) és pusztít (homorú oldalon) • Alsó szakaszjelleg: mérsékelt lejtésű területen, a folyó esése, sebessége lecsökken; összes hordalékát lerakja; hordalékkúpot épít, szigeteket, zátonyokat hoz létre
A Duna mai vízgyűjtő területén ma is dolgoznak azok az erőhatások, amelyek a múltban annak domborzatát alakították. • Így jelenleg is tartanak a felszín süllyedőés emelkedő mozgásai.Emelkedik pl. az Alacsony – Tátra Ny-i fele (2mm/év),az Észak-keleti- és Keleti-Kárpátok(2-3mm/év). Süllyedő terület pl. a Kisalföld Ny-i fele(1mm/év), és É-i, szlovákiai része (3-4mm/év). • Ennek felszínfejlődési következménye az lesz, hogy a süllyedő területek magukhoz vonzzák a vízfolyásokat, s ezáltal környezetük vízrajzi központjaivá, erózióbázisaivá, s egyben hordaléklerakóhelyeivé is lesznek. Ezzel szemben az emelkedő területek mederbevágódást és völgymélyülést idéznekelő, ami meggyorsítja a felszín lepusztulását, s annak következtében a hordaléktermelést.
A mederalakítás a szintváltozásokon kívül függ a kanyarulatfejlődéstől. • Mai szabályozott állapotukban természetesen sem a Dunán , sem a mellékfolyókon nem mehet végbe teljes kanyarulatfejlődés. Megakadályozza azt a folyómedrek szabályozása partvédőművekkel és sarkantyúk építésével. A folyószabályozások ezáltal csökkentik a felszínfejlődésben betöltött szerepet. • További változásokat idéznek elő a vizek hasznosítására irányuló törekvések. • kommunális és ipari vízellátás céljára végzett vízkivezetések, • a tisztítatlan használt vizek és szennyvizek bevezetése, • a folyók energiájának kinyerését és a hajózást szolgáló vízlépcsők (a nagy esésű völgyszakaszok állóvizű medencékké alakulnak, ha a folyóvíz szennyezett, a visszaduzzasztás az egész környéket veszélyeztető vízminőség romlást eredményezhet).
Társadalmi hatások a folyó életében • a folyószabályozás hátránya ->csökkenti a folyó felszínfejlődési szerepét • a folyószabályozás előnye-> lakosság biztonsága • vízellátás céljára történő felszíni vízkivételek • tisztítatlan vizek és szennyvizek bevezetése • a folyó energiájának kinyerését szolgáló • vízlépcsők->vízminőséget és a folyó mechanizmusát változtatják meg
A folyók vízminősége és felszínalkotó szerepének megtartása 1.Bevezetett használt vizek és szennyvizek teljes megtisztítása. 2. A folyók hordalékszállításának biztosítása a duzzasztott térben való lerakódás és felhalmozódás ellen. 3. A száraz medenceterületek és a környező csapadékosabb hegyvidékek vízháztartásában az ellentétek feloldása - az árvizek fenyegetése a sík vidéken - vízutánpótlás az aszályos időszakban - megoldás: hegyvidéki tárolótér - csökkenthetők az árvízi csúcsok, száraz időben öntözés - megoldás: erdők szerepe lefolyást késleltető szerep, csökken az árhullám szintje, csökken a lejtőerózió, csökken a hordalékképződés
Folyószabályozás a Duna menti országokban • Németországban a Duna 580 km hosszan folyik az osztrák határig. Ebből 180 km hosszan mélyen bevágott völgyben, míg 400 km-en át szabadon folyik. Sigmaringen és Ulm közötti 85 km hosszú szakaszt 21%-kal megrövidítették. Árvízi gátak védik a folyó árterét 183 km hosszan. • Ausztriában a Duna-szakasz hossza 350km, amiből 21 km közös Németországgal,8 km pedig Szlovákiával. 200 km-en át védgátak oltalmazzák. • A szlovákiai Duna-szakasz172 km hosszú. Amiből 142 km Magyarországgal közös. Árvízi gátak kísérik a jobb és a bal parton végig. • Magyarországon a Duna 417km hosszan folyik. Ez a Duna-szakasz az árvizektől legjobban fenyegetett terület, a védgátak közel 45 000km2 -t védnek az árvizektől. Az aktív vízgazdálkodás(öntözés,vízellátás, hajózás, energia hasznosítás) fejlesztésére épültek vízlépcsők (Bős).
Az árvizek növekedésének főbb okai(MTA közvélemény-kutatás)
Vízkészletek • Felszíni vízkészlet (csapadék, vízfolyások) • Felszín alatti vízkészlet Vízkivétel Magyarországon • Napi 2,7 millió m³: • 50% rétegvíz • 30% parti szűrésű víz • 15 % karsztvíz • 5% talajvíz (illegális kivétel nélkül)
A víz szennyező anyagai • a. Természetes szennyezőanyagok: · Arzén ( 0.17 g/l ) • · Nitrát ( 40 mg/l ), nitrit ( 2 mg/l ) • · Higany ( 0.1 g/l ) • · Bárium ( 1 mg/l ), bór ( 0.3 mg/l ) • · Vas , mangán ( 0.1 mg/l ). • Természetes szervesanyagok.
Természetes vízszennyeződés Nitrogénvegyületek: • Nitrifikáció (oxidatív környezetben) fehérjék- ammonia - nitrit – nitrát • Denitrifikáció ( anaerob folyamat)
A víz szennyező anyagai • b. Antropogén szennyezőanyagok: • · szennyvíz • · szintetikus detergensek • · klór-fenolok • · peszticidek • · ásványolaj termékek • · toxinok •egyéb.