Telítetlen közegben történő szivárgás és anyagtranszport numerikus vizsgálata = The numerical investigation of groundwater motion and contaminant transport in the vadose zone

A projekt célja a telített és telítetlen közegbeli szivárgás és szennyeződés terjedés vizsgálata volt. Mivel a probléma legkritikusabb része a számítások adatigényének megfelelő szintű kielégítése, ezért a kutatás során az anyag és transzportjellemzők meghatározásának automatizálása felé fordultunk. Ebből a célból egy automatikus szemcseméret eloszlást vizsgáló berendezés fejlesztését és egy az áttörési görbe automatikus felvételére képes berendezést fejlesztettünk ki. Az új eszközökkel határoztuk meg azokat a a vízföldtani és transzportparamétereket, melyekkel a szennyeződés terjedési számításainkat elvégeztük. A kutatás során a telített és telítetlen közegbeli szivárgás és szennyeződés terjedés elméletét összefoglaltuk és több könyvben és könyvfejezetben és egyetemi jegyzetben publikáltuk. Egy újszerű vizsgálati módszert dolgoztunk ki főképpen szervetlen szennyezők így cink és króm transzport-paramétereinek meghatározására. A kidolgozott metodikát néhány magyarországi szennyezett terület példáján alkalmaztuk. | The aim of the project was to investigate the unsaturated-saturated GW flow and transport processes. Since the bottle-neck of the problem is to provide good input data for the calculations the project focused on automation of material- and transport parameter determination. For this purpose a quasi-continuous particle size analyser and later a quasi continuous break-through curve generator was developed. Using this equipments different GW flow and contaminant transport parameters were determined and this measurements supported the contaminant transport calculations. During the project the theory of unsaturated-saturated GW flow and contaminant transport was summarized and published in different books and university lecture notes. New methodology was worked out to investigate both the contaminant transport parameters of mostly inorganic compounds such as chromium and zinc. The methodology was proven at different sites in the country

A potenciális talajsavanyúság vizsgálata automatikus mérőrendszerrel

A talajok állandó pH-értéken történő (pH-sztat) titrálása során felszabadítható aciditás vizsgálatára egy új mérőrendszert fejlesztettünk ki, mely azon alapul, hogy számítógép és aktív visszacsatolás révén lúg adagolásával tartjuk állandó értéken a talajszuszpenzió pH-ját. A mérés során az adagolt lúg mennyisége és idő adatpárokból két elsőrendű kinetikai függvény összegeként írtuk le a savanyító ionok deszorpciójának időfüggését. A kapott függvény extrapolációjával kiszámítottuk a végtelen időre extrapolált, adott pH-értéknél maximális savanyúság értékeket.  A kapott adatokat a klasszikus módszerrel mért vizsgálati eredményekkel összevetve megállapítottuk, hogy az egyszeri extrakció során felszabadítható aciditást igen nagy statisztikai valószínűséggel a gyorsabb deszorpciós folyamat határozza meg, de a teljes folyamat egyensúlyi értékei a Kappen módszerével mért aciditás kétszeresét is elérik. Ennek okát keresve kimutattuk, hogy az aciditás növekedése egyre nagyobb reakció félidot, vagyis egyre lassabb reakciót eredményez, azaz a növekvő aciditással a talajalkotók nehezebben hozzáférhető részén is megkötodnek savanyúságot okozó ionok.  Azt találtuk, hogy a talaj humusztartalmának növekedése és kisebb mértékben a leiszapolható rész mennyisége tehető felelőssé a deszorpció lassulásáért. A kísérletek eredményei megerősítik, hogy a humuszanyagok makromolekulái, illetve az agyagfrakció belső kötőhelyei miatt kialakuló megnövekedett diffúziós úthossz tehető leginkább felelőssé a deszorpciós sebesség csökkenéséért. A függvényből egy órás extrakcióra számított értékeket is összevetettük az egyszeri Ca-acetát extrakció aciditásértékeivel. Azt találtuk, hogy az egy óra alatt az állandó pH-n deszorbeálódó savanyúság 2,5 cmol H+/kg y1-értéknél több savanyúsággal rendelkező talajok esetében kb­. másfélszerese az azonos idő alatt kalcium-acetáttal eltávolítottnak, a különbség a növekvő aciditással egyre növekszik