Wykorzystanie modelowania geochemicznego oraz badań izotopowych siarczanów do identyfikacji procesów kształtujących skład chemiczny wód podziemnych ujęcia Gliwice-Łabędy

• Autorzy: Ślósarczyk K. , Jakóbczyk-Karpierz S.

Identyfikatory

DOI

10.7306/2018.3

Warianty tytułu

EN

Application of sulfate isotope studies and geochemical modeling in determining processes affecting groundwater chemistry in the Gliwice-Łabędy well-field area

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

In order to determine geochemical processes affecting chemical composition of groundwater in the Gliwice-Łabędy well-field area two research methods were applied. Chemical analysis allowed us to assess the quality of groundwater in the Triassic karst-fractured-porous aquifer of the southwestern part of the major groundwater basin no. 330. The chemical composition of groundwater is distinguished by spatial heterogeneity highlighted by higher mineralization and concentrations of individual ions in the western area. In addition, all samples collected in 2016 were analyzed for the δ³⁴ and δ¹⁸ to identify sources of sulfates in the waters examined. The study revealed a different origin of these ions depending on location of the wells sampled. The results of chemical analysis and archival data allowed for application of geochemical modeling in identification ofprocesses taking part in groundwater chemistry evolution. Simulations of processes controlling water chemistry within the Triassic aquifer were conducted using The Geochemist’s Workbench 10.0.6. The examined processes encompassed dissolution of minerals forming the carbonate aquifer and Miocene evaporates overlying the Triassic aquifer as well as mixing ofgroundwater and surface water.

Słowa kluczowe

PL

modelowanie geochemiczne; analiza izotopowa; dwutlenek węgla; węglany

EN

geochemical modeling; Geochemist’s Workbench; isotopic analysis; carbonate aquifer

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Przegląd Geologiczny
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 66, nr 8
• Strony: 495--502
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys, tab., wykr.

Twórcy

autor

Ślósarczyk K.

• Wydział Nauk o Ziemi, Uniwersytet Śląski, ul. Będzińska 60, 41-200 Sosnowiec

autor

Jakóbczyk-Karpierz S.

• Wydział Nauk o Ziemi, Uniwersytet Śląski, ul. Będzińska 60, 41-200 Sosnowiec

Bibliografia

• 1. APPELO C.A.J., POSTMA D. 2007 - Geochemistry, groundwater and pollution, 2nd edition. A.A. Balkema Publishers, Amsterdam.
• 2. CARUCCI V., PETITTA M., ARAVENA R. 2012 - Interaction between shallow and deep aquifers in the Tivoli Plain (central Italy) enhanced by groundwater extraction: Amulti-isotope approach and geochemical modeling. Appl. Geochem., 27: 266-280.
• 3. CHMURA A., WANTUCH A. 2009 - Gliwice. [W:] Nowicki Z. (red.), Wody podziemne miast Polski. Miasta powyżej 50 000 mieszkańców. Państw. Inst. Geol., 111-127.
• 4. CLAYPOOL G.E., HOLSER W.T., KAPLAN I.R., SAKAI H., ZAK I. 1980 - The age curves of sulfur and oxygen isotopes in marine sulfate and their mutual interpretation. Chem. Geol., 28: 199-260.
• 5. CORTECCI G., REYES E., BERTI G., CASATI P. 1981 - Sulfur and oxygen isotopes in Italian marine sulfates of Permian and Triassic ages. Chem. Geol., 34: 65-79.
• 6. DRZEWICKI W., CIĘŻKA M., JEZIERSKI P., JĘDRYSEK M.0.2015 - Variability of sulfur speciation in sediments from Sulejów, Turawa and Siemianówka dam reservoirs (Poland). De Gruyter 7: 174-192.
• 7. JAKÓBCZYK S., KOWALCZYK A. 2011 - Zastosowanie modelowania geochemicznego do oceny warunków kształtowania się składu chemicznego wód podziemnych w rejonie ujęcia Gliwice Łabędy. Biul. Państw. Inst. Geol., 445: 217-226.
• 8. JAKÓBCZYK-KARPIERZ S. 2014 - Formowanie się składu chemicznego wód podziemnych w węglanowym kompleksie wodonośnym triasu gliwickiego, Polska. Pr. dokt., arch. KHGI Wydz. Nauk o Ziemi UŚl.
• 9. JAKÓBCZYK-KARPIERZ S., SITEK S., JAKOBSEN R., KOWALCZYK A. 2017 - Geochemical and isotopic study to determine sources and processes affecting nitrate and sulphate in groundwater influenced by intensive human activity - carbonate aquifer Gliwice (southern Poland). Appl. Geochem., 76: 168-181.
• 10. KOWALCZYK A. 2003 - Formowanie się zasobów wód podziemnych w utworach węglanowych triasu śląsko-krakowskiego w warunkach antropopresji. Wyd. UŚl., Katowice.
• 11. KOWALCZYK A. 2013 - Wpływ terenów miejsko-przemysłowych na zasoby i eksploatację wód podziemnych na przykładach miast Tarnowskie Góry i Tarnów. Raport końcowy z realizacji projektu badawczego własnego. Arch. KHGI Wydz. Nauk o Ziemi UŚl.
• 12. KROPKA J. 1997 - Poziomy wodonośne triasu - GZWP Gliwice. [W:] Różkowski A., Chmura A., Siemiński A. (red.), Użytkowe wody podziemne Górnośląskiego Zagłębia Węglowego i jego obrzeżenia. Pr. Państw. Inst. Geol., 159: 38-40.
• 13. LANGMUIRD. 1971 -The geochemistry of some carbonate ground waters in central Pennsylvania. Geochim. et Cosmochim. Acta, 35: 1023-1045.
• 14. LEDESMA-RUIZ R., PASTÉN-ZAPATA E., PARRA R., HARTER T., MAHLKNECHT J. 2015 - Investigation of the geochemical evolution of groundwater under agricultural land: A case study in northeastern Mexico. J. Hydrol., 521: 410-423.
• 15. MA R., WANG Y., SUN Z., ZHENG C., MA T., PROMMER H. 2011 - Geochemical evolution of groundwater in carbonate aquifers in Taiyuan, northern China. Appl. Geochem., 26: 884-897.
• 16. PLUMMER L.N., BUSBY J.F., LEE R.W., HANSHAW B.B. 1990 - Geochemical Modeling of the Madison Aquifer in Parts of Montana, Wyoming and South Dakota. Water Resources Research, 26: 1981-2014. PN-EN ISO 9963-1:2001 - Jakość wody - Oznaczanie zasadowości - Część 1: Oznaczanie zasadowości ogólnej i zasadowości wobec fenoloftaleiny.
• 17. PN-EN ISO 7980:2002- Jakość wody - Oznaczanie wapnia i magnezu - Metoda atomowej spektrometrii absorpcyjnej.
• 18. PN-ISO 9280:2002 - Jakość wody - Oznaczanie siarczanów (VI) - Metoda grawimetryczna z chlorkiem baru.
• 19. PN-ISO 9297:1994 - Jakość wody - Oznaczanie chlorków - Metoda miareczkowania azotanem srebra w obecności chromianu jako wskaźnika (Metoda Mohra).
• 20. PN-ISO 6058:1999 - Jakość wody - Oznaczanie zawartości wapnia - Metoda miareczkowa z EDTA.
• 21. PN-EN ISO 11885:2009 - Jakość wody - Oznaczanie wybranych pierwiastków metodą optycznej spektrometrii emisyjnej z plazmą wzbudzoną indukcyjnie (ICP-OES).
• 22. PN-C-04576-08:1982 - Woda i ścieki - Badania zawartości związków azotu - Oznaczanie azotu azotanowego metodą kolorymetryczną z salicylanem sodowym
• 23. RÓŻKOWSKI A. 1973 - Warunki krążenia wód w szczelinowo-krasowych utworach wapienia muszlowego obszaru śląsko-krakowskiego, [W:] Prace hydrogeologiczne - seria specjalna. Inst. Geol., 4: 50-62.
• 24. RÓŻKOWSKI A. 1985 - Aktualizacja zasobów wodnych studni WPKiW w Gliwicach wraz z oceną perspektywy eksploatacji do roku 2000 oraz wskazania możliwości ujęcia wód z utworów czwartorzędowych. Naczelna Organizacja Techniczna. Katowice.
• 25. VERBOVŠEK T., KANDUC T. 2016 - Isotope Geochemistry of Groundwater from Fractured Dolomite Aquifers in Central Slovenia. Aquatic Geochem., 22: 131-151. www.gwb.com
• 26. ZANG H., ZHENG X., JIA Z., CHEN J., QIN Z. 2015 - The impact of hydrogeochemical processes on kart groundwater quality in arid and semiarid area: a case study in the Liulin spring area, north China. Arab. J. Geosci., 8: 6507-6519.
• 27. ZHANG D., LI X., ZHAO Z., LIU C. 2015 - Using dual isotopic data to track the sources and behaviors of dissolved sulfate in the western North China Plain. Appl. Geochem., 52: 43-56.
• 28. Archiwalne analizy składu chemicznego wód podziemnych dla ujęcia Gliwice-Łabędy, z lat 1991-2015 - Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji Sp.z.o.o. w Gliwicach (PWiK Gliwice)."

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).