Submarine groundwater discharge (SGD) to the Baltic Sea

Pempkowiak, J.; Szymczycha, B.; Kotwicki, L.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Submarine groundwater discharge (SGD) to the Baltic Sea

Autorzy

Pempkowiak J. , Szymczycha B. , Kotwicki L.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Podwodny odpływ podziemny do Morza Bałtyckiego

Języki publikacji

Abstrakty

Submarine groundwater discharge (SGD) is one of the water pathways connecting land and ocean in the global water cycle. Moreover it has been recently recognized as important factor influencing coastal zone [5]. In comparison with easily seen and typically large point sources surface of water inputs (e.g. rivers and streams), which are gauged and well analysed, estimations of groundwater inputs are much more difficult due to lack of simple mean to gauge these fluxes [28]. Groundwater in many areas has become contaminated and therefore is a source of nutrients, trace metals, organic compounds and radionuclides.

Dopływ wód podziemnych do środowiska morskiego jest obecnie postrzegany jako istotny szlak wymiany masy pomiędzy lądem i oceanem. Cechuje go znacząca przestrzenna i czasowa zmienność, w porównaniu do spływu rzecznego, co utrudnia jakościową i ilościową charakterystykę dopływających substancji. Dopływająca woda podziemna i zawarte w niej substancje (związki organiczne, substancje biogeniczne czy metale) wpływają w szczególności na przemiany geochemiczne w wodach przybrzeżnych. Badania dotyczące dopływu wód podziemnych do środowiska morskiego są prowadzone na świecie, w tym na Morzu Bałtyckim od wielu lat. Podjęto też badania dotyczące dopływu wody podziemnej - wody wysiękowej do Zatoki Gdańskiej. Próbki wody są pobierane za pomocą batometrów, kolektorów wody wysiękowej i piezometrów, a następnie analizowane. Ustalono że, wody wysiękowe zawierają substancje biogeniczne, rozpuszczony węgiel nieorganiczny oraz metale śladowe w szerokich zakresach stężeń. Otrzymane wyniki stężeń badanych komponentów wody korelują z zasoleniem i pH. Dalsze badanie zjawiska dopływu wód wysiękowych i ich charakterystyki jest niezbędne dla lepszego zrozumienia zasad funkcjonowania ekosystemów morskich oraz określenia niebezpieczeństw zagrażającym im, związanych z dopływem dużych ilości substancji toksycznych.

Słowa kluczowe

Baltic Sea groundwater ecosystem

Morze Bałtyckie ekosystem wody podziemne

Wydawca

Politechnika Koszalińska

Czasopismo

Rocznik Ochrona Środowiska

Rocznik

2010

Tom

Tom 12

Strony

17--32

Opis fizyczny

bibliogr. 49 poz.

Twórcy

autor

Pempkowiak J.

autor

Szymczycha B.

autor

Kotwicki L.

Institute of Oceanology, Polish Academy of Science

Bibliografia

1. Barwell V.K., Lee D.R.: Determination of horizontal-to-vertical hydraulic conductivity ratios from seepage measurements on lake beds. Water Resour. Re., 17, 565-70, 1981.
2. Bokuniewicz H.J.: Analytical descriptions of subaqueous groundwater seepage. Estuaries, 15, 458-64, 1992.
3. Burnett W.C., Taniguchi M., Oberdorfer J.: Measurement and significance of the direct discharge of groundwater into the coastal zone. J. Sea Res., 46, 109-116, 2001.
4. Burnett W.C., Bokuniewicz H., Huettel M., Moore W.S., Taniguchi M.: Groundwater and porewater inputs to the coastal zone. Biogeochemistry, 66, 3-33, 2003.
5. Burnett W.C., Aggarwal P.K., Aureli A., Bokuniewicz H., Cable J.E., Charettte M.C., Kontar E., Krupa S., Kulkami K.M., Loveless A., Moore W.S., Oberdorfer J.A., Oliveira J., Ozyurt N., Povinec P., Privitera A.M.G., Ramessur R.T., Scholten J., Stieglitz T., Taniguchi M., Turner JA7.: Quantifying submarine groundwater discharge in the coastal zone via multiple methods. Science of the Total Enviroment, 367,498-543,2006.
6. Bussmann I., Suess E.: Groundwater seepage in Eckernfrde Bay (Western Baltic sea): effect on methane and salinity distribution of the water column. Continental shelf research, 18, 1795-1806, 1998.
7. Cable J.E., Burnett W.C., Chanton J.P., Weatherly G.L.: Estimating groundwater discharge into the northeastern Gulf of Mexico using radon-222. Earth Planet Sci. Lett., 144, 591-604, 1996.
8. Castro M.C.: Helium sources in passive margin aquifers - new evidence for a significant mantle 3He source in aquifers with unexpectedly low in situ 3He/4Heproduction. Earth Planet. Sci. Lett., 222, 897-913, 2004.
9. Charette M.A., Buesseler K.O., Andrews J.E.: Utility of radium isotopes for evaluating the input and transport of groundwater-derived nitrogen to a Cape Cod estuary. Limnol. Oceanogr., 46, 2, 465-470, 2001.
10. Corbett D.R., Chanton J., Burnett W., Dillon K., Rutkowski C, Four-qurean J.: Patterns of groundwater discharge into Florida Bay. Limnol. Oceanogr., 44, 1045-55, 1999.
11. Corbett D.R., Dillon K., Burnett W.C., Chanton J.: Estimating the groundwater contribution into Florida Bay via natural tracers, 222Rn and CH4. Limnol. Oceanogr., 45, 1546-1557, 2000.
12. Fałkowska L.: Anomalies in the physical and chemical structure of the Gdańsk Deep caused by groundwater seepage. Oceanologia, 40, 2, 1-2, 1998.Janusz Pempkowiak, Beata Szymczycha, Lech Kotwicki
13. Fałkowska L., Piekarek-Jankowska H.: Submarine seepage of fresh groundwater: disturbance in hydrological and chemical structure of the water column in the Gdańsk Basin. Journal of Marine Science., 56, 153-160, 1999.
14. Freeze R.A., Cherry J.A.: Groundwater. Englewood Cliffs, NJ, Prentice-Hall Inc., 604, 1979.
15. Huettel M., Gust G.: Solute release mechanisms from confined sediment cores in stirred benthic chambers and flume flows. Mar Ecol. Prog. Ser., 82, 187-97, 1992.
16. Israelsen O.W., Reeve R.C.: Canal lining experiments in the delta area. Utah. Utah Agr Exp Sta Tech Bull, 313, 52, 1944.
17. Kaleris V., Lagas G., Marczinek S., Piotrowski J.A.: Model ling submarine groundwater discharge: an example from the western Baltic Sea. Journal of Hydrology, 265, 76-99, 2002.
18. Korzeniowski K.: Zatoka Pucka, praca zbiorowa, Instytut Oceanologii Uniwersytetu Gdańskiego, 2003.
19. Krest J.M., Moore W.S., Rama: 226Ra and 228Ra in the mixing zone of the Mississippi and Atchafalaya Rivers: indicators of groundwater input. Mar. Chem., 64, 129-152, 1999.
20. Krest J.M., Moore W.S. Gardner L.R.: Marsh nutrient export supplied by groundwater discharge: evidence from radium measurements. Glob Biogeochem. Cycles., 14, 167-76, 2000.
21. Kryza J., Kryza H.: The analytic and model estimation of the direct groundwater flow to Baltic Sea on the territory of Poland. Geologos, 10, 2006.
22. Lapointe B., O'Connell J.D., Garrett G.S.: Nutrient coupling between on-site sewage disposal systems, groundwaters, and nearshore surface waters of the Florida Keys. Biogeochemistry, 10, 289-307, 1990.
23. Lee D.R.: A device for measuring seepage flux in lakes and estuaries. Limnol Oceanogr., 22, 140-7, 1977.
24. Moore W.S., Arnold R.: Measurement of223Ra and 224Ra in coastal waters using a delayed coincidence counter. J. Geophys. Res., 101, 1321-9, 1996.
25. McBride M.S., Pfannkuch H.O.: The distribution of seepage withinla-kebed. J. Res. US. GeolSurv., 3, 505-12, 1975.
26. McCoy C.A., Corbett D.R., Cable J.E., Spruill R.K.: Hydrogeological characterization and quantification of submarine groundwater discharge in the southeast Coastal Plain of North Carolina. J. Hydrol, 339, 159-171,2007.
27. McCoy C.A., Corbett D.R., McKee B.A., Top Z.: An evaluation of submarine groundwater discharge along the continental shelf of Louisiana using a multiple tracer approach. J. Geophys. Res., 112, C3, C0301, 2007.
28. Mulligan A.E., Charette M.A.: Groundwater Flow to the Coastal Ocean. Encyclopedia Ocean Sciences., 3842-3851, 2009.
29. Paulsen R.J., Smith C.F., O'Rourke D., Wong T.: Development and evaluation of an ultrasonic ground water seepage meter. Ground Water, 39, 904-11,2001.
30. Peltonen K.: Direct groundwater flow to the Baltic Sea. Nordic council of Ministers, Temanord., Copenhagen, 78, 2002.
31. Piekarek-Jankowska H.: Zatoka Pucka jako obszar drenażu wód podziemnych. Wyd. Uniwersytetu Gdańskiego. Gdańsk, 1994.
32. Piekarek-Jankowska H., Matciak M., Nowacki J.: Salinity variations as an effect of groundwater seepage through the seabed (Puck Bay. Poland). Oceanologia, 36,1, 33-46, 1994.
33. Piekarek-Jankowska H.: Hydrochemical effects of submarine groundwater discharge to the Puck Bay. Geographia Polonica, 67, 103-119, 1996.
34. Piekarek-Jankowska H.: Przejawy podmorskiego drenażu wód podzienych w Zatoce Gdańskiej. Współczesne problemy hydrogeologii, T. XI., 1, 153-163,2003.
35. Pietrucień Cz.: Regionalne zróżnicowanie warunków dynamicznych i hydrodynamicznych wód podziemnych w stresie brzegowej południowego i wschodniego Bałtyku. Toruń, 1983.
36. Schluter M., Sauter E.J., Andersen C.A., Dahlgaard H., Dando P.R.: Spatial disturbution and budget for submarine groundwater discharge in Eck-ernfbrde Bay (Western Baltic Sea). Limnol. Oceanogr., 49, 157-167, 2004.
37. Sadurski A.: Górno kredowy system wód podziemnych Pomorza Wschodniego. Zest. Nauk. AGH 46, Kraków, 140, 1989.
38. Shinn E.A., Reich CD., Hickey T.D.: Seepage meters and Bernoulli's Revenge. Estuaries, 25, 126-132, 2002.
39. Sholkovitz E.R., Herbold C, Charette M.A.: An automated dye-dilution based seepage meter for the time-series measurement of submarine groundwater discharge. Limnol. Oceanogr. Methods, 1, 17-29, 2003.
40. Taniguchi M., Fukuo Y.: Continuous measurements of ground-water seepage using an automatic seepage meter. Ground Water, 31, 675-9, 1993.
41. Taniguchi M.: Change in groundwater seepage rate into Lake Biwa. Japan. J. Limnol., 56, 261-7, 1995.
42. Taniguchi M., Iwakawa H.: Measurements of submarine groundwater discharge rates by a continuous heat-type automated seepage meter in Osaka Bay. Japan. J. Groundw, Hydrol., 43, 271-7, 2001.
43. Taniguchi M.: Tidal effects on submarine groundwater discharge into the ocean. Geophys. Res. Lett., 29, 2002.
44. Taniguchi M., Burnett W.C., Smith C.F., Paulsen R.J., O'Rourke D., Krupa S.L., Christoff J.L.: Spatial and temporal distributions of submarine groundwater discharge rates obtainedfrom various types of seepage meters at a site in the Northeast Gulf of Mexico. Biogeochemistry, 66, 1-2, 35-53, 2003. Janusz Pempkowiak, Beata Szymczycha, Lech Kotwicki
45. Valiela L, Foreman K., La Montagne M., Hersh D., Costa J., Peckol P., et al.: Couplings of watersheds and coastal waters: sources and consequences of nutrient enrichment in Waquoit Bay. Massachusetts Estuaries, 15,443-57, 1992.
46. Valiela I., Bowen J.L., Kroeger K.D.: Assessment of models for estimation of land-derived nitrogen loads to shallow estuaries. Appl. Geochem., 17, 935-53,2002.
47. Viventsova E.A., Voronov A.N.: Groundwater discharge to the Gulf of Finland (Baltic Sea): ecological aspects. Environmental Ecology, 45, 221-225, 2003.
48. Vogler S., Szymczycha B., Gentz T., Dellwig O., Kotwicki' L., Schlüter M., Böttcher M.E.: 77ze impact of submarine ground water discharge on a coastal ecosystem of the southern Baltic Sea. Conference Abstract. Results from the BONUS+ project AMBER. BONUS Annual Conference, 2010.
49. Zekster I.S.: Groundwater discharge into the Baltic Sea and methods of estimating. Nord. Hydrol., 20, 2, 105-118, 1973.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BPW9-0014-0069