Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék

Az előadások a következő témára: "Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék"— Előadás másolata:

1 Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék
Rába habzás Dr. Fleit Ernő egyetemi docens Vízi Közmű és Környezetmérnöki Tanszék K. Alagsor 27. tel:

2 Osztrák webkamera felvétel (2008. febr.)

3 A Rába értékei… A Rába a legváltozatosabb hazai folyó. Az állandó kanyargó folyó intenzív kanyarépítést végez, így az átvágások ellenére a folyó hossza ismét nő. Gyors és éles kanyarok, parthoz nyomó áramlatok, keresztbedőlt fák, tuskók és kövek, leszakadt partok, rőzsegátak, sarkantyúk, belógó kompkötelek, ferde hídlábak, cölöpök, hídpillér maradványok, zátonyok és homokpadok teszik változatossá. A Rábán több duzzasztóművet találunk. ( alapján)

4 A Rába hidrológiája és topográfiája
A Rába szabályozásának története: Rába a Nick-i gátnál (felvízi szakasz)

5 A Vas megyei szakasz

6 A Rába védett értékei (halak)
A Rába és a Mura vízrendszere halfaunájának természetvédelmi értékét tovább növeli az a tény, hogy az előkerült 15 védett faunaelemből, hat faj pannóniai bennszülött (Gobio kessleri, Umbra krameri, Gymnocephalus baloni, Gymnocephalus schraetzer, Zingel zingel, Zingel streber).

7 2007 – a habzás éve Április 6. Két magyar EP-képviselő petíciója a Rába környezetszennyezése miatt Április 24.  Ismét intenzívebben habzott a Rába Május 2. Még mindig habzik a Rába. Visszavonják az osztrák üzem engedélyét?  Május 10. Rába-szennyezés: vége a magyar türelemnek Május 13.  Ausztria nem fogja bezárni a Rábát szennyező burgenlandi bőrgyárat Május 16. Tűrhetetlen és cinikus az osztrákok viselkedése Május 17.  Akciócsoport a Rába védelméért Május 23. Mától működhet a Rába-szennyezést vizsgáló akciócsoport Május 30. Határérték feletti a Boxmark bőrgyár Rába szennyezése! Május 31. Közigazgatási eljárás indult a Rába szennyezéséért felelős bőrgyár ellen Június 16. Mintát vettek a feldbachi bőrgyár szennyvizéből a stájer hatóságok is Június 20. A Boxmark bőrgyár lehetetlenné tette a mintavételt Június 26. Fodor-Pröll: azonnali cselekvési terv a Rábáról Június 26. Greenpeace: Megmenekült a Rába? Június 28. A Boxmark nem habozik! Július. 29. Újra habzik a Rába Október 18. Jók a feldbachi bőrgyárnál végzett szennyvízvizsgálat eredményei November 13. Ki a hazai Rába szennyező December 29. Hattyúk a habok között

8 Kolloid világban élünk
Környezetünkben: füstök, ködök, por, puha hó, talajok, Háztartásunk: habok, szappanok, mosószerek, festékek, krémek Ételeink: tej, majonéz, sör Termékeink és végtermékeink: „hungarocell”, polisztirol hab, ragasztók, enyv, szennyvizek egy nagy frakciója És végül mi magunk: vér, testnedvek, sejtmembrán, enzimek, stb.

9 De mi az a hab? A frissen csapvízben, sörben hirtelen indul meg a gázfejlődés. A mikrobuborékok látható buborékokká növekednek, a keverék durva diszperz rendszerré válik. A fejlődő gáz nyomása önmagába záruló felületet hoz létre a folyadékban. A határfelületet létrehozó/növelő térfogati munkát a gáz végzi. Az oldhatatlan gáz bekeveréssel oszlatható el a folyadékban. A tojás „felverésekor”, vagy hajmosáskor mi végezzük a felületnövelő munkát. Kezdetben kevés a buborék és sok a folyadék. Kellően gyors diszpergálás esetén a folyadék „megszilárdul”! A buborék-sokaság felszínét képző folyadék kolloidális mérettartományú filmmé deformálódik. A buborékok falát képező vékony hártya olyan vékonnyá válik, hogy már nincs folyadék, ami közlekedhetne a járatokban, és a felületet csökkenteni igyekvő erő pedig egyensúlyt tud tartani a buborékokban uralkodó nyomással, a hab stabilizálódik. A hab belső szerkezetét szabad szemmel láthatjuk a szívószállal felfújt szappanhabban: a buborékok mentén síkfelületek alakulnak ki. A gömb „sokszögesedése” mögött az energiaminimum elve, a legkisebb felület kialakulásának elve rejlik. A szilárd habok vázát elsőrendű kötések rögzítik. Másodlagos kötések a habosított műanyagokban jelennek meg.

10 Mi a hab? Habok: Olyan gázlioszolok, amelyek a diszperzió közeg erős difformáltsága miatt bizonyos fokig alaktartókká és rugalmasakká váltak. Kettős rendszer, mind a difform, mind a diszperz rendszerek sajátságai felismerhetők benne. Diszperz rész alakja szerint poliéderes ill. gömbhabokat különböztetünk meg. A gömbhabok laza szerkezetűek, stabilitásuk kisebb. A folyékony habok liofil vagy liofób karakterűek lehetnek. Mechanikai eljárással lehet előállítani. Habképzés feltételei: A folyadék felületi feszültségét kapilláraktiv anyagok segítségével csökkenteni kell. A folyadék felszínén monomolekuláris hártyát hoznak létre, amely a liofób csoportjaival kifelé helyezkedik el. A folyadékfázis viszkozitása befolyásolja a habképződést. Növelése fokozza a hab tartósságát. Kis viszkozitásnál a buborék szétpattan. Hőmérséklet hatása: magasnál növekszik az illékonysága és csökken a folyadékfázis viszkozitása.

11 Habok és habképző anyagok
Tartós hab: három alkotórész kell hozzá: folyadék, gáz, habképző anyag. A habképző anyagok csökkentik a felületi feszültségét a folyadéknak és a folyadékhártya felületén adszorpciós réteget alakítanak ki. Gyenge habképzők: kis molekulájú anyagok, a felületi feszültséget csökkentik csak. A keletkezett habok rövid élettartamúak és labilisak. (szerves savak, alkoholok). Erős habképzők: nagy molekulasúlyú kapilláraktív anyagok. A felületi feszültséget is csökkentik és stabil adszorpciós réteget alakítanak ki, így rugalmas, mechanikailag ellenálló, hidratált hártyákat hoznak létre. (pl. fehérjék).

12 Habpéldák Tojásfehérjehab: intenzív mechanikai hatásra jön létre. A habképződés egyik kulcsvegyülete az ovalbumin. Megfelelő mechanikai szilárdságú adszorpciós réteg jön létre, rugalmassága folytán ideálisan védi a légbuborékokat az összeolvadástól. Gyakran adagolunk hozzá cukrot, ennek szerepe a folyadékfázis viszkozitásának növelése,a habstabilitás kedvezőbb kialakítása céljából. Tejszínhab: A hab stabilitását a légbuborékok felületén adszorbeáló és denaturálódó fehérjék, valamint a folyadékfázisban megszilárdult zsírgolyócskák adják. Fontos a tejszín pH értéke. Savasabb tartományban elsősorban a fehérjék izoelektromos pontjának közelében, a megváltozott fehérje-tulajdonságok következtében nem lehet kialakítani a habszerkezetet. Sörhab: diszperz fázisa nem levegő, hanem széndioxid. A termék előállítása során keletkezik mikroorganizmusok tevékenységének hatására. A gázbuborékok stabilitását elsősorban a sörlében lévő, árpából bekerülő felületaktív anyagok, dextrinek, árpafehérjék, kisebb molekulasúlyú szénhidrátok, valamint a komló különböző felületaktív anyagaiból kialakuló stabil adszorpciós réteg adja.

13 Mi történik a habveréskor?

14 És mi okozhat habzást a Rábán?
Természetes anyagok Szennyvíz eredetű anyagok Ipari (élelmiszeripar, gépgyártás, bőrgyártás) Kommunális (detergensek, emulziók, stb.) Fenti kettő kombinációja A fenti 5 lehetőség kombinációja (szinergizmus)

15 Példa „természetes” habra: a Dunán

16 Természetes és mesterséges eredetű habok (vagy mindkettő) megjelenése

17 Hogyan habzik a Mohave folyó?

18 Hogyan vizsgálhatók a habzás okai a Rábán?
„Kármentesítési audit” keretében (tényfeltárás) Történeti adatok (vízmennyiség és vízminőség) Kibocsátások Magyar (ipari és kommunális) Osztrák (ipari és kommunális) Laboratóriumi elemzések (habzóképesség) Szennyezőanyag azonosítás (habzás oka) – analítika víz és szennyvízanalítika Ökológiai hatások feltérképezése (labor és terep)

19 Kizárható-e a természetes habzás?
Nem, mert a duzzasztókon átbukó természetes vizek szinte mindig habzanak De korábban nem (vagy nem így) habzott a folyó! Mi változott a korábbi helyzethez képest? Jelentek meg újabb kibocsátók? Változott az átlaghőmérséklet (viszkozitás – habképződés és habstabilitás)? Változott a vízhozam? (lefolyások, klímaváltozás)

20 Állandó a habzás? Nem Szezonalitás jelentkezik a habzásban? (pl. függ az összalga számtól?) NEM Napi/heti ritmus van? (mint a kommunális szennyvízkibocsátásoknak, vagy az algák aktivitásának) NEM Csak nappal fordul elő? (összefügghet a víz pH, D.O. és/vagy hőmérséklétének diurnális ciklusával)? NEM

21 Következtetés: ipari eredetű szennyezés
Detergensek, tenzidek, felületaktív anyagok Mosodák, tejgyár, sajtüzem, vegyianyag gyártás, stb. Ezek kibocsátásai jellemzően a piaci igényektől függnek (hogy mit és milyen intenzitással gyártanak) – persze napi ritmus előfordulhat Viszont a kibocsátás lehet löketszerű vagy folytonos, magyar vagy osztrák és ezek kombinációi Ez pld. detergens HAB!

22 Milyen új, felületaktív anyagot használó ipar jelent meg a vízgyűjtőn?
Bőrgyárak (Ausztria) (Wollfsdorf és Feldbach Stájerországban, míg Jennersdorf Burgenlandban) Kibocsátott (biológiailag tisztított!!!) szennyvizükben: 1,5 naftalin diszulfonát – ez okozhat habot Bécsi Műegyetem (első) habzási kísérletsorozata: NEM OKOZ! (???) Hogyan lehetséges ez?

23 Habzási potenciál (HABZÓKÉPESSÉG)
Habképződést (még tiszta folyadékban is) roppant nehéz mérni! (méreteloszlás, állandóság, filmvastagság, habképzés módja, készüléktípus, stb.) Hígítás, algaszám, szinergizmusok, tér- és időbeli változékonyság (Rába víz) Mintavételi (logisztikai) problémák

24 És a végkifejlet… (2007. végéig)
Rába Akcióprogram Szigorodtak a kibocsátási határértékek Ausztria összes bőrgyárára szigorították a szennyvízzel kibocsátható szervesanyag-határértékeket + új határérték a felszíni vizek sótartalmára is (korábban ilyen nem létezett). Új paramétert vezetnek be a szennyvíz habképző potenciáljának mérésére is. (A rendeletek megjelentek az Osztrák Szövetségi Közlönyben. (A bőrgyárakra vonatkozó jogszabály az Osztrák Szövetségi Közlöny (Bundesgesetzblatt) 261/2007. számában október 2-án, a környezetminőségi határértékre vonatkozó jogszabály október 5-én a 267/2007. számban jelent meg.)

25 Új mintavevő a magyar oldalon
Rába Akcióprogram Új mintavevő a magyar oldalon A magyar Környezetvédelmi és Vízügyi Igazgatóság folyamatosan figyeli a folyó állapotát. A szentgotthárdi duzzasztó felett augusztusban beépített új mintavevő készülék óránként vesz vízmintát. A mérések eredményei a oldalon már elérhetők.

26 Rába Akcióprogram Sűrűbb ellenőrzések
Az osztrák fél is gyakrabban ellenőrzi a három bőrgyár szennyezőanyag-kibocsátását. Gyakoribbak lesznek a szúrópróbaszerű ellenőrzések is. A Raab/Neumarkt mérőhelyen megduplázzák a mérések gyakoriságát. Ebben a térségben automata mérőállomással is vizsgálják a vízminőséget, és Ausztria toxikológiai vizsgálatok végzését is megkezdte. A gyárak kibocsátási adatai, valamint a mérőállomások eredményei folyamatosan nyomon követhetők az osztrák környezetvédelmi tárca honlapján (a oldalon). A folyó vizének állapota webkamerán is figyelemmel kísérhető. ( ).

27 Magasabb fokozatú tisztítás a bőrgyárakban
Rába Akcióprogram Magasabb fokozatú tisztítás a bőrgyárakban A Boxmark cégnél sikeresnek volt a habképződés megszüntetésére kifejlesztett próbaüzem kísérleti szűrőberendezése, (Somlyódy professzor - az akciócsoport tagja) személyesen ott volt. augusztus végén. A bőrgyár benyújtja a hatóságokhoz a berendezés engedélyezésére vonatkozó kérelmét a feldbach-i és jennersdorfi üzemekben, és legkésőbb végéig beszerzi a szükséges hatósági engedélyeket. A Boxmark Feldbachban végéig, Jennersdorfban pedig közepéig valósítja meg a kiegészítő szennyvíztisztítást. A harmadik cég – a Wollsdorf Leder – 2008 és 2010 között állítja üzembe a megnövelt teljesítményű biológiai tisztítási fokozatot. A Bécsi Műszaki Egyetem által kifejlesztett szűrő az eddigieknél sokkal hatékonyabban tudja kivédeni a szennyezőanyagok kijutását a vízi környezetbe.

28 Azért nem egészen szűrőről szó…(TU Wien)
Három különböző fejlett oxidációs folyamatot vizsgáltak: Ózonkezelés pH 7.5 értéken Elektron besugárzást Ezek kombinációját a vizes oldatban lévő naftalin-1,5-diszulfonsav (1,5-NDSA) lebontására (biodegradálható köztes termékekre).

29 Felezik naftalin-diszulfonát kibocsátásukat a bőrgyárak
Rába Akcióprogram Felezik naftalin-diszulfonát kibocsátásukat a bőrgyárak A Boxmark feldbach-i és jennersdorfi bőrgyárában már szeptembertől kevesebb, mint felére csökkentette a habzásért felelős naftalin-1,5-diszulfonát kibocsátást (3,4 mg/l-ről 1,5 mg/l-re). Ezt az értéket év végéig tovább csökkentik majd. Megszűnik a Fürstenfeldi geotermikus erőmű használtvíz-kibocsátása Az osztrák környezetvédelmi minisztérium arra törekszik, hogy 2007 telére felére csökkenjen, 2008 közepére pedig megszűnjön a használt termálvíz beengedése a Feistritz folyóba. A folyót sótartalmú termálvízzel szennyező geotermikus erőművet legkésőbb 2009-ben végleg bezárják.

30 Rába Akcióprogram Közös projekt a Rába ökológiai rehabilitációjára
A Rába ökológiai helyreállítása érdekében közös, osztrák-magyar tervező csoport jött létre, amely már megkezdte a projekt és a finanszírozás kidolgozását. A folyó 70 km-es szakaszán - magyar és osztrák oldalon egyaránt - közös projekteket valósítanak meg. Magyarországon, a határtól Körmendig várhatóak ökológiai rehabilitációs programok.