Wpływ antropopresji na chemizm wód poziomu plejstoceńskiego w rejonie kopalni piasku Maczki-Bór w świetle badań modelowych

• Autorzy: Kaźmierczak J. , Jakóbczyk S. , Kowalczyk A.

Warianty tytułu

EN

Influence of anthropopressure on chemical composition of groundwater in the Pleistocene aquifer in the area of Maczki-Bór open sand pit - geochemical modelling research

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono czasową i przestrzenną zmienność składu chemicznego wód plejstoceńskiego poziomu wodonośnego, wykształconego w skałach krzemionkowych dolnego odcinka doliny kopalnej Białej Przemszy (Sosnowiec, południowa Polska). Określono również czynniki oraz procesy wpływające na formowanie się składu chemicznego wód podziemnych. Zebrane dane pochodzą z archiwalnych analiz fizykochemicznych wód podziemnych dla wielolecia 1994-2008, przeprowadzanych w ramach monitoringu wód podziemnych w rejonie kopalni piasku Maczki-Bór i składowiska odpadów komunalnych w Sosnowcu, oraz z wyników badań terenowych i laboratoryjnych przeprowadzonych w kwietniu 2009 r. Wody rozpatrywanego poziomu plejstoceńskiego należą wg klasyfikacji Szczukariewa-Prikłońskiego do typów: Cl-Na, HCO3-SO4-Ca-Mg, Cl-SO4-Ca-Na-Mg, CI-SO4-HCO3-Na-Mg-Ca oraz charakteryzują się podwyższonymi stężeniami żelaza, manganu i cynku. Stężenia poszczególnych składników w latach 90. ulegały głównie podwyższeniu, a obecnie wykazują tendencję spadkową. Główną przyczyną zróżnicowania hydrogeochemicznego wód podziemnych są czynniki antropogeniczne (długoletnie obniżanie zwierciadła wody na skutek drenażu górniczego, obecność ognisk zanieczyszczeń takich jak składowiska odpadów pogórniczych i komunalnych). Zwiększenie miąższości strefy aeracji przyczyniło się do intensyfikacji procesów utleniania. Jednym z najważniejszych procesów geochemicznych wpływających na skład chemiczny wód rozpatrywanego środowiska jest utlenianie siarczków żelaza do siarczanów, co skutkuje dozowaniem do wód podziemnych sporych ilości jonów SO2-4 i Fe2+. Modelowanie procesów hydrogeochemicznych wykonano za pomocą programu PHREEQC.

EN

The paper presents time and spatial evolution of groundwater chemistry in the Pleistocene sandy aquifer situated in the lower section of the Biała Przemsza buried valley (Sosnowiec, south Poland). Factors and processes controlling chemical composition of groundwater were also identified. Gathered data come from archival hydrogeochemical analyses carried out in the period of 1994-2008 within the framework of the groundwater monitoring in the area of Maczki-Bór open sand pit and the landfill in Sosnowiec as well as from fieldwork and laboratory research carried out in Apri12009. Water of considered Pleistocene aquifer belongs according to Szczukariew-Prikłoński classification to the Cl-Na, HCO3-SO4-Ca-Mg, Cl-SO4-Ca-Na-Mg, CI-SO4-HCO3-Na-Mg-Ca types and is characterized by increased concentrations of ions such as iron, manganese and zinc. Concentrations of individual components in 90's were mainly increasing and nowadays show the decreasing tendency. Composition of groundwater is strongly linked to anthropogenic factors (longlasting lowering of the ground- water table connected with the mining drainage, pollution sources such as landfills of post-mining and communal wastes). Increased thickness of the unsaturated zone contributed to the intensification of the oxidation processes. One of the most important geochemical processes influencing the groundwater chemistry is oxidation of iron sulfides to sulphates, what results in releasing of large amounts of SO2-4 and Fe2+ into groundwater. The numerical simulations of the hydrogeochemical processes were performed by using PHREEQC codes.

Słowa kluczowe

PL

piaszczysty poziom wodonośny; skład chemiczny wód podziemnych; czynniki antropogeniczne; drenaż górniczy

EN

sandy aquifer; chemical composition of groundwater; anthropogenic factors; mining drainage

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 436, z. 9/1
• Strony: 231--240
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kaźmierczak J.

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

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] GÓRNIK M., DUDA I., 1994 - Dokumentacja hydrogeologiczna Kopalni Piasku Maczki-Bór. Arch. Przeds. Robót Geologiczno- -Wiertniczych, Sosnowiec.
• [2] KROPKA J., 2006 - Infiltracja efektywna w rejonie odkrywkowej kopalni piasku Maczki-Bór. Prz. Górn., 12: 45-53.
• [3] MASSMANN G., PEKDEGER A., MERZ C., 2004 - Redox processes in the Oderbruch polder groundwater flow system. Appl. Geochem., 19: 863-886.
• [4] MIOTLIŃSKI K., 2008 - Hydrogeochemical evolution in the buried valley in the Racibórz area. Praca doktorska. Arch. WNoZ UŚI., Sosnowiec.
• [5] 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 geo- chemical calculations. USGS, Water-Resources Investigations Report.
• [6] POSTMA D., APELLO C.A.J., 2000 - Reduction of Mn-oxides by ferrous iron in a flow system: Column experiment and reactive transport modeling. Geochim. Cosmochim. Acta, 64: 1237-1247.
• [7] RUBIN K., RUBIN H., CABAŁA J., 2006 - Ekspertyza oddziaływania wykorzystywanych do rekultywacji pola „Bór-Wschód” odpadów na zbiorniki wód podziemnych, w szczególności na GZWP „Chrzanów” na etapie wypełniania wyrobiska z prognozą oddziaływania po wypełnieniu. Arch. WNoZ UŚI., Sosnowiec.