Badania specjacji bromu w wodach o zróżnicowanym zasoleniu na podstawie modelowania geochemicznego

• Autorzy: Winid B.

Warianty tytułu

EN

The Study of Bromine Speciation in Water of Varying Salinity, Based on Geochemical Modeling

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

Chemical analyses usually present the overall concentration of the test element or ion in its most common form. Geochemical modeling allows the calculation of the distribution and concentrations of aqueous species, based on the results of chemical analysis and physical – chemical measurements. The initial characterization of inorganic forms of bromine in groundwater was based on the undertaken geochemical modeling. The studies considered waters of varying mineralization, including varyingious contents of bromine. Fresh water contains small quantities of bromine. The average content of bromine in surface water and active exchange zone groundwater generally does not exceed 0,2 mg/L. The mineralized waters and also some specific therapeutic waters, thermal waters and brines, may contain bromides in amounts greater than in ordinary groundwater. During water treatment processes, the oxidation of bromide can cause the formation of carcinogenic bromate and organic bromine compounds, also mutagenic. The distribution of bromine species in waters of different chemical type and of varied salinity, has been calculated using the program PHREEQC (Parkhurst, Apello 1999). The author used her own research of infiltration of saline water flowing into the Wieliczka salt deposits and also the results of sample analyses of waters with different contents of bromide, both in Poland and the U.S. The study also includes analyses of leachate from three different landfills in the south of Poland. Chemical characteristics were collected from author's own research as well as published data. There were 33 analyses of waters of different chemical characteristic, most of them saline (with chloride ion content larger than 20% milieqvalent). Bromine species were analyzed in terms of salinity and chemical type of water. The calculations also take into consideration the species of bromine which are potentially conducive to the formation of carcinogenic compounds. The quantitative relationship between speciation content and ionic strength, chlorides, bromides and pH was analyzed statistically and presented in the figures. Based on the results of calculations of bromine speciation resulting from geochemical modeling, it can be stated that the main form of bromine occurrence is bromide ion, which accounts for more than 93% of all speculations. In the waters of low ionic strength, it is typically up to 100%. The maximum content of NaBr in the studied waters exceedes 7%. It should be noted that bromide ion is not always present in aqueous solutions. The content of NaBr increases with the ionic strength of the aqueous solution. Other bromine speciations account for only a fraction of a percent. There was no occurrence of bromate BrO₃^-and the percentage of undissociated forms (HBrO) did not exceed the value of 1E-19, which is about 5.4 E-21 mg/L. Geochemical modeling carried out confirmed the prevalence of bromine in aqueous solution in ionic form (bromide).

Słowa kluczowe

PL

specjacja bromu; modelowanie geochemiczne; woda

EN

bromine speciation; water; geochemical modeling

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2013
• Tom: Tom 15, cz. 3
• Strony: 2452--2467
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Winid B.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza

Bibliografia

• 1. Appelo C.A.J., Postma D.: Geochemistry, Groundwater and Pollution nd. A.A. Balkema Publisher. London p.649. 2005.
• 2. Biń A.: Zastosowanie ozonowania oraz procesów pogłębionego utleniania do uzdatniania wody pitnej i oczyszczania ścieków w Polsce. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set the Environment Protection), 1, 7–25 (1999).
• 3. Chowaniec J.: Studium hydrogeologii zachodniej części Karpat polskich. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego Hydrogeologia z.VIII, 434, 1–98 (2009).
• 4. Dresel P., Rose A.: Chemistry and origin of oil and gas well brines in western Pennsylvania. Open-File Report OFOG 10–01.0, 2010 dostępny w internecie: http://www.dcnr.state.pa.us/topogeo/pub/openfile/pdfs/ofog10_01.pdf.
• 5. Dobrzyński D.: Modelowanie geochemiczne wód podziemnych. w Macioszczyk A. Podstawy hydrogeologii stosowanej. Wydawnictwo PWN Warszawa, 280–304 (2006).
• 6. Kabata-Pendias, A., Pendias, H.: Biogeochemia pierwiastków śladowych. Wyd. Naukowe PWN. Warszawa, p. 398 (1999).
• 7. Klojzy-Karczmarczyk B., Mazurek J., Czajka K.: Jakość odcieków a wybór charakterystycznych wskaźników zanieczyszczeń wód wokół składowisk odpadów komunalnych. Współczesne problemy hydrogeologii. Tom XI, cz. 2, 423–426 (2003).
• 8. Motyka J., Porwisz B., Rajchel L., Zuber A.: Wody mineralne Krzeszowic. Współczesne problemy hydrogeologii. T XI, cz.1. Gdańsk, 129–135 (2003).
• 9. Nawrocki J.: Uzdatnianie wody. Procesy fizyczne, chemiczne i biologiczne cz.1. Wydawnictwo Naukowe PWN. s. 422 (2010).
• 10. Parkhurst D.L., Appelo C.A.J.: User’s guide to PHREEQC (Version 2) a computer program for speciation, batch-reaction, one-dimensional transport, and inverse geochemical calculations. Water-Resources Investigations Report 99–4259 (1999).
• 11. Porowski A.: Origin of mineralized waters in the Central Carpathian Synclinorium, SE Poland. Studia Geologica Polonica. v. 125, Kraków, 5–67 (2006).
• 12. Rasała M., Krawiec A.: Zmiany chemizmu i geneza wód leczniczych Kamienia Pomorskiego. Biuletyn PIG. 561–572 (2011).
• 13. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 27 listopada 2002 w sprawie wymagań jakim powinny odpowiadać wody powierzchniowe wykorzystywane do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia (Dz.U.Nr 204 Poz.1728).
• 14. Rozporządzeniem Ministra Zdrowia z dnia 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz.U. Nr 61 Poz. 417) z późniejszymi zmianami Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 20 kwietnia 2010 (Dz.U.nr 72 poz.4660).
• 15. Sobczyk M.: Statystyka. Wyd. PWN, W-wa, s. 328 (1997).
• 16. Wąsowski J., Zdunek A.: Potencjał tworzenia bromianów podczas ozonowania wody infiltracyjnej ujmowanej z rzeki Wisły. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 33–37 (2010).
• 17. Witczak S., Świąder A.: Analiza składników swoistych wód siarczkowych Buska-Zdroju. Wody siarczkowe w rejonie Buska-Zdroju. XYZ Kielce, 245–266 (2010).
• 18. Wyniki badań krajowego monitoring wód podziemnych województwa lubuskiego 2011 r dostępne w internecie: http://www.zgora.pios.gov.pl/wios/–wody-podziemne/52-wyniki-badan-wod-podziemnych/392-ocena-jakosci-wod-podziemnych-woj-lubuskiego-w-2011-r.html