Search Results

You are looking at 1 - 8 of 8 items for

  • Author or Editor: Gyöngyi Barna x
Clear All Modify Search

A víztartó-képesség meghatározása, eszközeit és módszertanát tekintve, jelentős előrelépéseken ment keresztül az elmúlt megközelítőleg 60 évben, mind a közvetlen mérések, mind a modellek területén, például a dinamikus, spektroszkópiai és digitális képazonosítási eljárások kidolgozása, fejlesztése, illetve a mintázatfelismerésen alapuló pedotranszfer típusú becslő eljárások fejlesztése, validálása, beépítése szoftverekbe, almodellekbe. A pórustér hierarchikus hálózati rendszerként való új értelmezésével, illetve a geometriai alapú, a szemifizikus, majd a statisztikus közelítő eljárásokkal lehetővé vált a pórustér és az abban lejátszódó folyamatok mind pontosabb jellemzése.

A talaj víztartó-képességét — és ezáltal a pórusméret-eloszlását is — többmódusú függvénnyel jellemző egyszerű, vagy összetett összefüggések lehetőséget nyújtanak a porozitás, illetve a porozitás-változási jelenségek, folyamatok (aggregátumstabilitás, tömődöttség változása, pórusdeformációs jelenségek stb.) tanulmányozására, valamint a hiszterézis számszerűsítésére és mind pontosabb meghatározására, akár az SWRC teljes nyomástartományában.

A modellezés különböző léptékeiben értelmezett talajjellemzők közötti összefüggések vizsgálatához a hidrológiai talajtulajdonságokat és az áramlási folyamatokat egyaránt meghatározó talajszerkezet szerepének számszerűsítése mind a mai napig kihívást jelent a talajtani, hidrológiai, környezetvédelmi szakterületen dolgozó kutatók számára.

Az NAPL típusú szennyezőanyagok felszín alatti terjedését szimuláló modellek jellemzően a víztartó-képesség használatával állítják fel az NAPL-visszatartó képességre (elsődleges bemeneti paraméter) alkalmazott összefüggéseket. Ezen összefüggések nem veszik figyelembe a különböző fizikai-, kémiai és fizikokémiai tulajdonságokkal jellemezhető folyadékok, illetve a folyadékok és a szilárd fázis között lezajló különböző mértékű kölcsönhatások jelentőségét (duzzadás, dezaggregáció stb). Több különböző környezetvédelmi célú kutatás (hulladéklerakók agyagszigetelésének kompatibilitási tesztjei, mikromorfológiai vizsgálatok, illetve dinamikus NAPL visszatartó- és vezetőképesség mérési módszertan fejlesztésére vonatkozó vizsgálatok stb.) eredményei alapján a víztartó-képességből kiinduló számítási eljárások alkalmazhatósága a talajok NAPL-visszatartó képességének meghatározására megkérdőjelezhető.

Megoldást jelenthet, hogy a víztartó-képesség görbék illesztésére alkalmazott parametrikus eljárásokkal az NAPL-visszatartó képesség görbék is meghatározhatóak. A különböző polaritású folyadékokkal felvett folyadékvisszatartó-képesség görbék alaki jellemzői alapján igazolt a differenciált porozitás különböző mértékű megváltozása a talaj vízzel és nem vizes fázisú szerves folyadékokkal való telítése során. A víztartó-képesség becslésére képzett szemifizikus és empirikus eljárások kidolgozásának és fejlesztésének módszertana szerint az NAPL-visszatartó képesség meghatározására alkalmas PTF típusú becslő összefüggések is képezhetőek, melyek pontossága elsősorban 0–1500 kPa nyomástartományban megfelelő. A porozitásváltozás mértékére vonatkozóan a víz- és NAPL-visszatartó képesség görbék alapján meghatározott pórusméret-eloszlási görbék statisztikai jellemzői nyújthatnak információt. A multimodális függvények alkalmazásával lehetővé válhat az NAPL-visszatartó képesség görbék végponti értékei és a becslésbe vont talajtulajdonságok közötti öszefüggések pontosabb feltérképezése. Szükséges a PTF típusú NAPL-visszatartó képesség becslő eljárások fejlesztése; pl. az NAPL-visszatartó képesség görbék meghatározására alkalmas parametrikus eljárás megválasztása; a többfázisú folyadéktranszport modellezésben kulcsfontosságú telítettségi értékek (pl. maradvány telítettség), illetve az azokhoz rendelhető kapilláris nyomás (pl. belépési küszöbnyomás) meghatározása és a folyadékvisszatartó-képesség görbék függvény paraméterei közötti konverziós lehetőségek kidolgozása.

Restricted access
Restricted access

Modelling the flow and transport of fluids (water and non-aqueous phase liquids or NAPLs) in porous systems or soils requires the accurate and reliable determination of basic input modelling parameters, such as liquid retention (Pc–S) and conductivity (Ksat, Kh). Methods for the determination (measurement and estimation) of water retention and conductivity have improved enormously over the last 60 years (Table 1). Promising results verified the applicability of pedotransfer functions (PTF) and their incorporated versions into software and submodels. However, the development of models was only aimed at improving methods with which these hydrological parameters could be determined for water, while calculations for NAPLs can still only be made indirectly. Several studies (e.g. in the petroleum industry, and research for environmental or hydrological purposes) revealed differences in the relationship between the hydraulic properties and pore system of the porous solid phase. Interactions (swelling-shrinking, desaggregation, etc.) between the phases may be significantly different in water/soil and NAPL/soil systems, affecting the efficiency of modelling. However, relatively few well-documented results have been published on the measurement of these hydraulic properties for NAPL-type fluids using a sufficient number of real, especially undisturbed soils. The establishment of databases of this sort might provide a basis for creating and developing PTF-type estimation methods for predicting NAPL retention and conductivity. Furthermore, it might improve our knowledge on interactions specific to the solid and fluid phases of pore systems, and also on the soil properties influencing the pore size distribution of soils (e.g. soil structure, the size distribution, morphology or stability of aggregates) and their relationship with the hydrophysical properties of the soil.

Restricted access
Agrokémia és Talajtan
Authors: András Makó, Tamás Varga, Hilda Hernádi, Viktória Labancz and Gyöngyi Barna

A lézerdiffrakciós szemcseanalízis egy korszerű módszer a talajmechanikai vizsgálatokban, ám egy egységes mérési szabvány bevezetése (akár műszerhez köthetően) nagymértékben növelné a mérések reprodukálhatóságát. A mérések tekintetében kiemelt szerepe van az előkészítő módszereknek (talajszerkezetet kialakító kötőanyagok roncsolása, elemi szemcsék diszpergálása), azonban ezen a téren is hiányzik az egységes szabványosítás. A tanulmányozott közlemények alapján megállapítható, hogy mind az optimális mintaelőkészítési módszer, mind pedig a legmegfelelőbb műszerbeállítás nagymértékben függ a mérni kívánt minta fizikai és kémiai sajátságaitól. A mérési eredmények hagyományos ülepítéses módszerrel kapott eredményekkel történő összehasonlítására szolgáló konverziós módszerek (frakció mérethatárváltások, illetve konverziós egyenletek) használhatósága is talajminta- és LDM vizsgálati módszer-függő. A lézeres szemcseanalízis alkalmazása a talajok aggregátum-stabilitás vizsgálata során ígéretes módszertani lehetőség, ám a mérések értelmezése és az összahasonlíthatóság megteremtése végett ezen a téren is elkerülhetetlen a szabványosítás.

Restricted access

Kationos felületaktív anyag, a hexadecilpiridinium-klorid (CPC) adszorpcióját vizsgáltuk különböző talajokon, üledékeken és ásványi őrleményeken. Valódi talajokon történő adszorbeálódásáról kevés irodalmi adat található. Célunk volt megha-tározni, hogy mely talajtulajdonságok befolyásolják leginkább a tenzid megkötődé-sét.

A minták ásványos összetételének meghatározása röntgen-pordiffrakcióval (XRD) történt. Ez alapján hat csoportra tudtuk elkülöníteni: 1. Szmektites (kis rétegtöltésű montmorillonitos) talajok; 2. Vermikulitos talajok; 3. Szmektitet is tartalmazó illites minták; 4. Klorit/vermikulit tartalmú talajok; 5. Illit és klorit tartalmú talajok; 6. Nagy kvarctartalmú minták.

A minták felületaktív anyaggal történő kezelése az ún. „elárasztásos módszerrel” (static equilibrium experiments) valósult meg.

A CPC oldat koncentrációjának függvényében ábrázoltuk a minták által adszor-beált tenzidmennyiségét, majd a mérési pontokra Langmuir-típusú izotermát illesz-tettünk. Az adszorpciós izotermák segítségével meghatároztuk a vizsgált adszorbensek hidrofóbizálásához szükséges fajlagos tenzidmennyiségeket, amely mellett feltételeztük, hogy a talajszemcsék felületén monomolekuláris tenzidborítottság alakul ki. Az illesztett görbe telítődő jelleget mutat és első szakasza nagy affinitású H-típusra utal. Logaritmikus skálán ábrázoltuk a tenzidadszorpciós értékeket és megállapítottuk, hogy az egyes minták monomolekuláris rétegborítottságához szükséges tenzidmennyiségek mintánként általában szignifikánsan eltérőek. A fajlagos CPC mennyiségét a nagy agyagtartalmú, szmektites minták esetében találtuk a legnagyobbnak, a kvarchomok mintáét pedig a legkisebbnek.

Vizsgáltuk, hogy a minták mely tulajdonságai állnak kapcsolatban a monomolekuláris telítettségnél adszorbeált fajlagos tenzid mennyiségekkel. Számítottuk továbbá a Pearson-féle korrelációs együtthatókat.

A fajlagos tenzid mennyiségével szoros összefüggést mutatott a higroszkóposság (hy1), az agyagtartalom, a fajlagos felület (BET-felület) és a kationcserélő képesség (T-érték). A CPC adszorpcióját leíró regressziós egyenletek szerint öt paraméter határozza meg a fajlagos tenzid mennyiségét: agyag-, humusz-, mésztartalom, pH(H2O) és a BET-felület.

Restricted access

The particle size distribution (PSD) values obtained for a soil database representing the main Hungarian soil types using the Hungarian standard (MSZ-08-0205-78) and the international standard (ISO/DIS 11277:1994) were compared with the pipette method. The relationship between these PSDs and other physical soil characteristics (upper limit of plasticity according to Arany, water vapour adsorption according to Sík) was also analysed, and a suggestion was made of how these results could be converted into each other.

Experience showed that the pre-treatments applied as part of the ISO/DIS method may change the ratio of particle size fractions: there was a significant increase in the clay content, while the silt content decreased to a lesser and the sand content to a greater extent, possibly because some of the particles remain in microaggregate form when the MSZ method is used. The results confirmed the greater accuracy of the ISO/DIS method: the clay contents measured with the ISO/DIS method exhibited stronger correlations with the upper limit of plasticity according to Arany and with hygroscopicity values than those measured with the MSZ method.

The estimated ISO/DIS fractions became much closer to the measured ones when the suggested pedotransfer functions were applied. The conversion method proved to be more reliable for the prediction of clay and sand content than for silt content. In its present form the estimation method is not suitable for replacing the ISO/DIS method, but it could be of good service in research and comparative analysis in cases where only the MSZ method can be used or where only old MSZ PSD data exist.

Open access
Agrokémia és Talajtan
Authors: András Makó, Attila Anton, Gábor Csitári, Márk Rékási, Nikolett Uzinger, Gyöngyi Barna, Gábor Széplábi and Hilda Hernádi

Vizsgálatsorozatunkban a vörösiszap-elöntés hosszabb távú talajtani hatásait vizsgáltuk a szennyezett terület mellől kontrollként vett talajmintákból készített talajoszlopokon. Két különböző szcenáriót modelleztünk. Az elsőben a vörösiszaptározóból közvetlenül kiömlő, nagy víztartalmú, erősen lúgos (∼ pH 13) vörösiszapszuszpenzió talajtani hatását tanulmányoztuk, míg a második esetben a „vörösiszapár” levonulása után a talajfelszínen kiülepedett vörösiszap-öntésanyag hosszabb távú talajfizikai, -kémiai és -biológiai hatásait vizsgáltuk (30, 60 és 120 napos vörösiszap-borítás mellett). Az oszlopkísérlethez használt talajminták egy vörösiszappal nem szennyezett szántóföldi területen feltárt humuszos öntéstalaj különböző genetikus szintjeiből származtak.Közleményünkben a vörösiszap-elöntés talajtani hatásait vizsgáló modell oszlopkísérleteink talajfizikai vonatkozású eredményeit foglaltuk össze. Megállapítottuk, hogy a lúgos kémhatású, nagy Na+-tartalmú iszapból a talajba szivárgó oldatok jelentősen átalakították a vizsgált talaj szerkezetét: a felső talajrétegekben szerkezetleromlást (aggregátumstabilitás-csökkenést) okoztak, míg az alsóbb szintekben (feltételezhetően a bemosódott vagy helyben keletkezett nátrium-szilikát ásványok ragasztó hatása miatt) ideiglenesen aggregátumstabilitás-növekedést tapasztaltunk.Vizsgálati eredményeink alapján megállapítható, hogy a vörösiszap-borítás hatására a talajok elemi szemcséinek méret szerinti megoszlásában mérhető arányeltolódások — a vörösiszap-szemcsék felszíni rétegekbe történő bemosódásán túl — a fenti talajszerkezet-változási folyamatokkal függhetnek össze.

Restricted access
Agrokémia és Talajtan
Authors: Sándor Molnár, Gyöngyi Barna, Eszter Draskovits, Rita Földényi, Hilda Hernádi, Zsófia Bakacsi and András Makó

Összefoglalás

Tanulmányunkban 27 különböző hazai talajszelvényben vizsgáltuk, hogy a talajok N2-BET fajlagos felületét mely talajtulajdonságok milyen mértékben befolyásolják.

Az egytényezős elemzések alapján elmondható, hogy a talajok mechanikai összetétele mutatja a legszorosabb kapcsolatot a fajlagos felülettel, az agyagtartalommal szoros pozitív kapcsolat van, ugyanakkor a homoktartalom növekedésével a fajlagos felület csökken. Igazolható a mész- és humusztartalom negatív előjelű nem túl szoros kapcsolata is a N2-BET felület értékekkel. A korrelációs vizsgálat gyenge pozitív kapcsolatot mutat a Hargitai-féle humuszstabilitási mutatóval. A talaj kémhatása és fajlagos felület közötti kapcsolatot nem tudtuk igazolni.

Vizsgáltuk a különböző talajtulajdonságok együttes hatását is a talaj N2-BET fajlagos felületére, valamint a talajok főtípusának, illetve a talajtípusoknak a szerepét. A teljes adatbázis alapján a N2-BET fajlagos felület kialakításában a legfontosabb tényezők az agyagtartalom, majd a humusztartalom, végül a mésztartalom. Amennyiben a talajok humuszanyagainak minőségéről is rendelkezünk információkkal, akkor az agyagtartalom, a humusztartalom, a humuszminőség és kémhatás azok a talajtulajdonságok, amelyek elsősorban felelősek a talajok a N2-BET fajlagos felületének kialakításáért. Megállapítottuk, hogy a fajlagos felületet becslő modellek pontossága tovább javítható a talajok rendszertani besorolásának (főtípus, típus), mint kategóriaváltozónak figyelembevételével. A talajok rendszertani helyének ismerete ugyanis számos olyan talajjellemzőről, azok együttes hatásairól nyújt közvetett információt, melyekről egyébként nem rendelkezünk közvetlen mérési eredménnyel.

Open access