Skład chemiczny wód podziemnych w rejonie zatopionej kopalni piasku Kuźnica Warężyńska w świetle badań modelowych

• Autorzy: Jakóbczyk S. , Kowalczyk A.

Warianty tytułu

EN

Chemical composition of groundwater in the area of flooded sand pit Kuźnica Warężyńska in view of modelling investigations

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Po prawie 40 latach eksploatacji piasków podsadzkowych kopalnia Kuźnica Warężyńska w Dąbrowie Górniczej została zatopiona i obecnie wyrobisko funkcjonuje jako zbiornik przeciwpowodziowy. Celem badań było rozpoznanie składu chemicznego wód podziemnych plejstoceńskiego poziomu wodonośnego wokół odkrywki. Wyniki przeprowadzonych analiz chemicznych wód oraz modelowania geochemicznego z wykorzystaniem programu Phreeqc wykazują przestrzenne zróżnicowanie składu chemicznego wód podziemnych w rejonie kopalni, co może być spowodowane zarówno czynnikami antropogenicznymi, jak i niejednorodnością składu geochemicznego warstwy wodonośnej. Mineralizacja badanych wód waha się od 150 do 1200 mg/l, wartości pH od 5,0 do 7,2. Zmiany warunków hydrodynamicznych (odwadnianie, a następnie zatopienie kopalni) mogły wywołać lub zintensyfikować przebieg takich procesów, jak utlenianie siarczków i materii organicznej, wytrącanie gipsu, redukcję tlenków manganu czy desorpcję niklu i kadmu.

EN

The pit Kuźnica Warężyńska (Dąbrowa Górnicza) has been a place of extracting stowing sand for nearly 40 years but now it is flooded and functions of a flood control reservoir. The aim of this study was to recognize chemical composition of groundwater of the Pleistocene aquifer around the pit. The results of chemical analyses and geochemical modelling by means of Phreeqc show spatial diversity of chemical composition of groundwater, what is mainly caused by anthropogenic activity (agriculture, municipal sewage) as well as geochemical heterogeneity of the quaternary aquifer. Groundwater around the pit is characterized by pH ranging from 5,0 to 7,2 and by total dissolved solids from 150 to 1200 mg/l. Furthermore, chemical analyses indicated increased concentration of Ni, Cd ang Mn in water. Hydrodynamic changes could initiate or intensify some hydrogeochemical processes like sulfides and organic matter oxidation, calcite dissolution and gypsum precipitation during draining the aquifer, but also Mn-oxides reduction and Ni and Cd desorption after pit flooding.

Słowa kluczowe

PL

skład chemiczny wód podziemnych; procesy hydrogeochemiczne; kopalnia odkrywkowa piasków; modelowanie geochemiczne

EN

chemical composition of groundwater; hydrogeochemical processes; sand pit; geochemical modelling

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 436, z. 9/1
• Strony: 165--173
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Jakóbczyk S.

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

autor

Kowalczyk A.

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

Bibliografia

• [1] FOULLIAC C., CRIAUD A.,1984 - Carbonate and bicarbonate trace metal complexes: Critical reevaluation of stability constants. Geochem. J., 18: 297-303.
• [2] KAY J.T., CONKLIN M.H., FULLER C.C., O'DAY P.A., 2001 - Processes of nickel and cobalt uptake by a manganese oxide forming sediment in Pinal Creek, Globe Mining District, Arizona. Environ. Sc. Tech., 35, 24: 4719-4725.
• [3] KAZIUK H., LEWANDOWSKI J., 1980 - Objaśnienia do Mapy geologicznej Polski l:200 000, ark. Kraków. Wyd. Geol., Warszawa.
• [4] KROPKA J., BANAŚ B., 2005 - Zmiany chemizmu wód podziemnych w rejonie kopalni piasku „Kuźnica Warężyńska” (północ- na część Górnośląskiego Zagłębia Węglowego). W: Hydrogeologia obszarów zurbanizowanych i uprzemysłowionych. (red. A. Kowalczyk, A. Różkowski), t. 2. Pr. WNoZ, 37: 97-105.
• [5] LARSEN F., POSTMA D., 1997 - Nickel mobilization in a groundwater well field: release by piryte oxidation and desorption from manganese oxides. Environ. Sc. Tech., 31: 2589-2595.
• [6] MIOTLIŃSKI K., 2008 - Hydrogeochemical evolution in the buried valley in the Racibórz area. Praca doktorska. Arch. WNoZ UŚI., Sosnowiec.
• [7] NORDSTROM D.K., PLUMMER L.N., LANGMUIR D., BUSEN- BERG E., MAY H.M., JONES B.F., PARKHURST D.L., 1990 - Revised chemical equilibrium data for major water-mineral reactions and their limitations. Chemical modelling of aqueous systems II, ACS, 416: 398-413.
• [8] PARKHURST D.L., APPELO C.A.J., 1999 - User's guide to PHRE- EQC (version 2) - a computer program for speciation, batch-reaction, one-dimensional transport, and inverse geochemical calculations. USGS, Water-Resources Investigations Report.
• [9] POSTMA D., 1983 - Pyrite and siderite oxidation in swamp sediments. J. Soil Sc., 34: 163-182.
• [10] RATAJCZAK T., WITCZAK S., 1983 - Mineralogia i hydrogeochemia żelaza w kolmatacji filtrów studziennych ujmujących wody czwartorzędowe. AGH, Kraków.
• [11] STOLLENWERK K.G., 1994 - Geochemical interactions between constituents in acidic groundwater and alluvium in an aquifer near Globe, Arizona. Appl. Geochem., 9: 353-369.
• [12] STUMM W., MORGAN J.J., 1996 - Aquatic chemistry. chemical equilibria and rates in natural waters. Third edition. Wiley and Sons, New York.
• [13] WAGNER J., CHMURA A., SIEMIŃSKI A., 1997 - Mapa hydrogeologiczna Polski 1:50 000, ark. Wojkowice. Państw. Inst. Geol., Warszawa.
• [14] WITCZAK S., ADAMCZYK A.,1995 - Katalog wybranych fizycznych i chemicznych wskaźników zanieczyszczeń wód pod- ziemnych i metod ich oznaczania. T. 2. PIOŚ. Biblioteka Monitoringu Środowiska, Warszawa.
• [15] WOJTANOWICZ S., DZIUK M., 1984 - Dokumentacja geologiczna złoża piasków podsadzkowych Kuźnica Warężyńska, kategoria B. Ministerstwo Górnictwa i Energetyki, Przedsiębiorstwo Materiałów Podsadzkowych Przemysłu Węglowego, Katowice.