Ocena jakości wód podziemnych pod kątem zawartości substancji organicznych na ujęciach wody w Środzie Wielkopolskiej

• Autorzy: Zimoch Izabela , Górska Aleksandra , Weber Łukasz

Identyfikatory

DOI

10.36119/15.2024.6.8

Warianty tytułu

EN

Assessment of groundwater quality in terms of organic matter content at water intakes in Środa Wielkopolska

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Woda podziemna, będąca źródłem zaopatrzenia ludzi w wodę przeznaczoną do spożycia wymaga wieloaspektowej analizy w kontekście oceny i zarządzania jej jakością. Szczególnym wyzwaniem jest monitorowanie i analiza właściwości wód podziemnych ujęć trzeciorzędowych, które charakteryzują się wysoką zawartością substancji organicznych, co przekłada się na intensywną barwę i znaczący potencjał tworzenia produktów ubocznych podczas procesów dezynfekcji. W ramach niniejszego artykułu zaprezentowano analizę wybranych przypadków oraz wyniki badań jakości wody podziemnej w trzeciorzędowym ujęciu dla miasta Środa Wielkopolska. Kompleks trzeciorzędowych wód podziemnych zalega w warstwach o skomplikowanej budowie geologicznej, charakteryzującej się złożonymi stosunkami hydrogeologicznymi. Kluczowym czynnikiem wpływającym na stan użytkowy wody w średzkim ujęciu jest struktura geologiczna terenu. Dominują tu przede wszystkim warstwy węgla brunatnego, bezpośrednio zalegające nad warstwą wodonośną, a także gliny i iły. W przeprowadzonych badaniach szczególną uwagę poświęcono analizie wpływu miąższości tych warstw geologicznych na jakość wody pozyskiwanej z poszczególnych studni. Integralnym elementem badań była ocena wpływu warunków hydrogeologicznych na jakość ujmowanej wody, ze szczególnym uwzględnieniem wydajności ujęć. Korelację ustalono na podstawie przekrojów geologicznych 17 eksploatowanych studni głębinowych, jak również danych hydraulicznych determinujących warunki operacyjne pracy systemu zaopatrzenia w wodę (SZW) Środy Wielkopolskiej. W analizach korelacji zawartości materii organicznej oprócz typowych wskaźników, takich jak: barwa, ogólny węgiel organiczny (OWO), rozpuszczony węgiel organiczny (RWO), indeks nadmanganianowy, absorbancja UV, przyjęto również biodegradowalny rozpuszczony węgiel organiczny (BRWO). W przeprowadzonych badaniach uwzględniono BRWO, z uwagi na fakt, iż jest on przydatny w ustaleniu ilości związków organicznych, stanowiących potencjalnie źródło węgla i energii, które wspomagają wzrost i rozwój bakterii w sieci wodociągowej. Sprawdzono wzajemne korelacje poszczególnych wskaźników, ustalając jednocześnie przydatność prostych analiz (absorbancja UV czy indeks nadmanganianowy) w ocenie poziomu substancji oznaczanych jako OWO, czy RWO.

EN

Groundwater, as a source of supply for residents, requires a multifaceted analysis in the context of assessing and managing its quality. A particular challenge is the monitoring and analysis of the properties of tertiary groundwater intakes, which are characterized by high content of organic substances. This translates into intense coloration and a significant potential for forming by-products during disinfection processes. This article presents a review of the literature, analysis of selected cases, and results of groundwater quality research in a tertiary intake for the city of Środa Wielkopolska. The tertiary groundwater complex is located in layers with a complex geological structure and is characterized by complicated hydrogeological relationships. A key factor influencing the usable state of water in the discussed intake is the geological structure of the area. Predominantly, layers of lignite directly overlying the aquifer, as well as clays and silts, dominate this area. Particular attention was paid to the analysis of the impact of the thickness of these geological layers on the quality of water obtained from individual wells and the hydrogeological conditions of the exploited deep wells, with special consideration of their efficiency. The correlation was established based on the geological cross-sections of 17 exploited deep wells as well as hydraulic data as part of the water supply system (SZW) of Środa Wielkopolska. For assessing the organic matter content, in addition to typical indicators such as colour, total organic carbon (TOC), dissolved organic carbon (DOC), permanganate index, and UV absorbance, biodegradable dissolved organic carbon (BDOC) was also used, which is helpful in determining the amount of organic compounds that could potentially be a source of carbon and energy, supporting the growth and development of bacteria in the water supply network. Mutual correlations of various indicators were checked, while also establishing the usefulness of simple analyses (UV absorbance or permanganate index) in assessing the level of substances designated as TOC or DOC.

Słowa kluczowe

PL

wody podziemne; materia organiczna; barwa; uboczne produkty dezynfekcji

EN

groundwater; organic matter; colour; disinfection by-products

• Wydawca: Ośrodek Informacji "Technika instalacyjna w budownictwie''
• Czasopismo: Instal
• Rocznik: 2024
• Tom: nr 6
• Strony: 49--55
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zimoch Izabela

• Politechnika Śląska, Katedra Inżynierii Wody i Ścieków, Gliwice, Polska

• https://orcid.org/0000-0003-3048-4002

autor

Górska Aleksandra

• Miejskie Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej, Wodociągów i Kanalizacji Sp. z o.o., Środa Wielkopolska, Polska

autor

Weber Łukasz

• Miejskie Przedsiębiorstwo Energetyki Cieplnej, Wodociągów i Kanalizacji Sp. z o.o., Środa Wielkopolska, Polska

Bibliografia

• [1] www.pgi.gov.pl
• [2] Kenneth P.: Carcinogens in Drinking Water: The Epidemiologic Evidence, Reviews on Environmental Health, 2010, Vol. 25, No. 1, 9-16.
• [3] McGregor D.B.: Genotoxic Chemicals in the Human Environment: Their Identification and Interaction, Methods for Assessing the Effects of Mixtures of Chemicals, 1987, 523-542.
• [4] Zbieć E., Dojlido J.R.: Uboczne produkty dezynfekcji wody. Ochrona Środowiska 1999, nr 3, s. 37-44.
• [5] Zimoch, I., Górska A., “Systemowe podejście do bezpieczeństwa wody w MPECWiK w Środzie Wielkopolskiej z uwzględnieniem generowania ubocznych produktów dezynfekcji wody.” Instal 10 (2023) DOI 10.36119/15.2023.10.5.
• [6] Krupińska, I. Swiderska-Bróż, M. Wpływ substancji organicznych na usuwanie związków żelaza z wody w procesach utleniania i sedymentacji. Ochrona Środowiska, 2008, 30(1) 3-7
• [7] Olańczuk-Neyman K.: Mikroorganizmy w kształtowaniu jakości i uzdatnianiu wód podziemnych. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk 2001
• [8] Montgomery J.M.: Water treatment principles and desing. Awiley-Interscience Publication, New York 1985
• [9] Sawiniak, W., et al. “Efekty modernizacji technologii i urządzeń uzdatniania wody podziemnej SUW Leśna w Zabrzu.” Instal 2 (2014): 59-61.
• [10] Krupińska, I. Potassium permanganate as an oxidizing and flocculating agent in groundwater treatment. Civil and Environmental Engineering Reports, 2011, 6, 75-88
• [11] Krupińska, I. Problemy związane z występowaniem substancji humusowych w wodach podziemnych. Zeszyty Naukowe Uniwersytetu Zielonogórskiego, seria Inżynieria Środowiska, 2012, 148(28) 55-67
• [12] Krupińska, I. Przydatność koagulacji w oczyszczaniu wody podziemnej. Annual Set the Environmental Protection, 2012, 491-501
• [13] Krupińska, I., Kowalczyk, W., Szczepaniak, G. Wpływ wartości współczynnika współwystępowania substancji organicznych i żelaza ogólnego w wodzie podziemnej na skuteczność jej oczyszczania. Ochrona Środowiska, 2013, 35(3) 27-34
• [14] Krupińska, I. Effect of the type of aluminium coagulant on effectiveness at removing pollutants from groundwater in the process of coagulation. 22-23 May 2014. Vilnius, Lithuania Selected Papers. Article number: enviro. 2014.082 (Conference proceedings; 9)
• [15] Krupińska, I. Wpływ temperatury i pH na skuteczność usuwania zanieczyszczeń z wody podziemnej w procesie koagulacji. Ochrona Środowiska, 2015, 37(3) 35-42
• [16] Lytle, D.A., Magnuson, M., Snoeyink, V.L. Effect of oxidants on the properties of Fe (III) particles and suspensions formed from the oxidation of Fe (II). Journal American Water Works Association, 2004, 96(8) 112-124.
• [17] Stępniak, L., Kępa, U., Stańczyk-Mazanek, E. The research on the possibility of ultrasound field application in iron removal of water. Desalination, 2008, 223, 180-186
• [18] Duan, J., Wang, J., Graham, N., Wilson, F. Coagulation of humic acid by aluminium sulphate in saline water conditions. Desalination, 2002 a, 150, 1-14
• [19] Melia, C., Becker, W., Au, K. Removal of humic substances by coagulation. Wat. Sci. Tech. 1999, 40(9), 47-54
• [20] Starzyńska W. Podstawy statystyki, Wydawnictwo Difin, Warszawa (red.) (2009)

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025)