Groundwater quality and migration of pollutants in the multi-aquifer system of the former chemical works "Tarnowskie Góry" area

• Autorzy: Witkowski A. , Kowalczyk A. , Rubin H. , Rubin K.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An increase of B, Ba, Sr, SO4, and Cl concentrations in groundwater of the multi-aquifer system has been noted within the waste dump area of the former chemical works “Tarnowskie Góry”. Very high boron concentrations in the Quaternary aquifer (up to 240 mg/dm3) and in the Muschelkalk one (up to 116 mg/dm3) have been observed. In order to assess current and perspective spreading of boron in the groundwater of the analysed multi-aquifer system, a groundwater flow model (four aquifers: two Quaternary and two Triassic ones, separated by three aquitards) and a solution-transport model were developed. The hydrogeochemical modelling has shown that the share of contaminated Muschelkalk water was equal to 12–22% of the total flow in the Roethian aquifer. A significant differentiation in the intensity of boron migration has been observed within the Quaternary and Triassic aquifers depending on water flow direction. Numerical model simulations have shown that groundwater of the Triassic aquifers, discharged by wells located about 2.5–3 km SW from the waste disposal sites, could be contaminated. The important, large water intakes, situated at a distance of about 5–9 km NW from the sites, are practically safe.

PL

W rejonie zwałowisk likwidowanych Zakładów Chemicznych „Tarnowskie Góry” stwierdzono zanieczyszczenie wód wielowarstwowego systemu wodonośnego, wyrażające się podwyższonymi stężeniami m.in. boru, baru, strontu, siarczanów i chlorków. Za szczególnie niepokojące uznano bardzo wysokie stężenia boru w poziomach wodonośnych czwartorzędu (do 240 mg/dm3) i triasu (wapień muszlowy) (do 116 mg/dm3). Dla oceny aktualnego i perspektywicznego rozprzestrzeniania się boru w analizowanym wielowarstwowym systemie wodonośnym wykonano badania modelowe, obejmujące model numeryczny warunków hydrodynamicznych (cztery warstwy przepuszczalne: dwie w czwartorzędzie i dwie w triasie, przedzielone 3 warstwami półprzepuszczalnymi) i model migracyjny (dla boru). W celu określenia udziału zanieczyszczonych wód wapienia muszlowego w całkowitym przepływie wód poziomu retu wykonano także modelowanie hydrogeochemiczne. Wyniki modelowania hydrogeochemicznego wskazują, iż w obszarze oddziaływania składowisk Zakładów Chemicznych udział zanieczyszczonych wód wapienia muszlowego w strumieniu przepływu wynosi w poziomie retu od 12 do 22%. Stwierdzono także wyraźne zróżnicowanie intensywności migracji boru w obrębie czwartorzędowego i triasowego piętra wodonośnego, w zależności od kierunków przepływu wód. Wyniki symulacji transportu boru wskazują na możliwość zanieczyszczenia wód w ujęciach zlokalizowanych w odległości 2–3 km na SW od zwałowisk oraz praktyczny brak tego zagrożenia dla ujęć położonych w odległości 5–9 km na NW od tych składowisk.

Słowa kluczowe

EN

industrial waste; multiple aquifer; boron; contamination; modelling

PL

odpady przemysłowe; wielowarstwowy system wodonośny; zanieczyszczenie; bor; modelowanie

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Polish Geological Institute Special Papers
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 24
• Strony: 123--130
• Opis fizyczny: bibliogr. 13 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Witkowski A.

• University of Silesia, Faculty of Earth Sciences, Będzińska 60, 41-200 Sosnowiec, Poland

autor

Kowalczyk A.

• University of Silesia, Faculty of Earth Sciences, Będzińska 60, 41-200 Sosnowiec, Poland

autor

Rubin H.

• University of Silesia, Faculty of Earth Sciences, Będzińska 60, 41-200 Sosnowiec, Poland

autor

Rubin K.

• University of Silesia, Faculty of Earth Sciences, Będzińska 60, 41-200 Sosnowiec, Poland

Bibliografia

• 1. KOWALCZYK A., LEWANDOWSKIJ., RUBIN K., WITKOWSKI A.J., WOJTAL G., WRÓBEL J., 2003 - Badania symulacyjne migracji zanieczyszczeń w rejonie Tarnowskich Gór. Unpubl. report. ZBU Intergeo. Sosnowiec.
• 2. Mc DONALD M.G., HARBAUGH A.W., 1988 - A Modular Three-Dimensional Finite-Difference Ground-Water Flow Model. U.S. Geol. Surv. Techniques of Water Resources Investigations, Book 6.
• 3. PARKHUST D.L., APPELO C.A.J., 1999 - User's Guide to PHREEQC (Version 2) - a Computer Program for Speciation, Batch-Reaction, One-Dimensional Transport, and Inverse Geochemical Calculations. USGS, Water Resources Investigations Report.
• 4. PLUMMER L.N., PRESTEMON E.C., PARKHURST D.L., 1994 - An interactive code (NETPATH) for modelling NET geochemical reaction along a flow PATH - version 2.0. USGS, Water Resources Investigations Report.
• 5. POLLOCK D.W.W., 1994 - User's Guide for MODPATH/MO-DPATH-PLOT, Version 3: A Particle Tracking Post-Processing Package for Mudflow, The U.S. Geological Survey. Finite-Difference Ground-Water Flow Model. U.S. Geol. Surv. Open-File Report.
• 6. RUBIN H., 1999 - Zastosowanie testów wymywalności zanieczyszczeń z odpadów do oceny zagrożenia wód podziemnych w rejonie składowisk Zakładów Chemicznych "Tarnowskie Góry". Unpubl. Ph.D. Thesis. University of Silesia, Sosnowiec.
• 7. RUBIN H., WITKOWSKI A.J., 2002 - The local groundwater quality monitoring system in the area of industrial landfills of the chemical plant Tarnowskie Góry (in Polish with English summary). In: Groundwater quality and vulnerability (eds. H. Rubin et al). Pr. Wyd. Nauk o Ziemi UŚ, 22: 177-189.
• 8. RUBIN H., WITKOWSKI A.J., 2003 - Impact of wastes disposal from chemical factory in Tarnowskie Góry on groundwater based on monitoring data results (in Polish with English summary). In: Współczesne problemy hydrogeologu (eds. B. Kozerski, B. Jaworska-Szulc), 11: 461-468. Gdańsk.
• 9. RUBIN H., SAMBORSKA K, 2005 - Application of hydrogeoc-hemical modelling to estimate coalescence of anthropogenically contaminated groundwater exemplified by the area of in di waste disposal site of the Chemical Works in Tarnowskie Góry (in Polish with English summary). In: Współczesne problemy hydrogeologii (eds. A. Sadurski, A. Krawiec), 12:637-642. Toruń.
• 10. WITKOWSKI A. J., RUBIN H., 2003 - Groundwater quality in the Tarnowskie Góry district based on monitoring data results. Podzemna Voda, 9, 2: 20-27. Bratislava. Slovakia.
• 11. WITKOWSKI A.J, KOWALCZYK A., RUBIN H., RUBIN K., 2005a - Chemical waste disposal site as a source of ground-water contamination in the multi-aquifer system of Upper Silesia, Poland. Slovak Geol. Mag. Slovakia (in press).
• 12. WITKOWSKI A.J, KOWALCZYK A., RUBIN H., RUBIN K., 2005b - Rejon składowisk odpadów Zakładów Chemicznych w Tarnowskich Górach - obszar kompleksowych badań nad zanieczyszczeniem wód podziemnych. In: Hydrogeologia obszarów zurbanizowanych i uprzemysłowionych, 2. 30 lat hydrogeologii w Uniwersytecie Śląskim (eds. A. Kowalczyk, A. Różkowski). Wydział Nauk o Ziemi Uniwersytetu Śląskiego, Sosnowiec (in press).
• 13. ZHENG C, WANG P.P., 1999 -MT3DMS: A Modular Three-Dimensional Multi-Species Model for Simulation of Advection, Dispersion and Chemical Reactions of Contaminants in Groundwater Systems, Documentation and User's Guide, SERDP-99 -1. U.S. Army Engineer Research and Development Centre. Vicksburg.