Zmiany składu chemicznego wód kopalnianego zbiornika zapadliskowego

• Autorzy: Jachimko B. , Kasprzak M.

Warianty tytułu

EN

Chemical composition of water in post-mining reservoir of inpact origin

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W publikacji omówiono najważniejsze zmiany składu składu fizyczno-chemicznego wód zbiornika kopalnianego nr 31 w latach 1981÷2010. Na podstawie przeprowadzonych badań można sformułować następujące wnioski: 1. Najważniejszym parametrem ulegającym zmianie na przestrzeni lat, był wzrost wartości pH w wodzie powierzchniowej, który jest spowodowany wzrostem aktywności biologicznej. Należy spodziewać się w przyszłości dalszego podwyższania się pH powierzchniowej warstwy wód. 2. Stężenie żelaza w powierzchniowej warstwie wód jest ograniczone rozpuszczalnością uwodnionych tlenków oraz węglanu żelaza (III) i niezależnie pod wielkości dopływających ładunków pozostanie na zbliżonym poziomie lub ulegnie nieznacznemu obniżeniu w wyniku podwyższenia się wartości pH wody. 3. Na dolne warstwy zbiornika okresowo oddziałują zakwaszone wody kopalniane, co powoduje znaczne wahania stężenia siarczanów (VI) oraz wzbogacenie przydennych warstw wody w związki żelaza (II). 4. Rozkład temperatur wody badanego zbiornika stanowi potwierdzenie tezy o dopływie wód podziemnych do dolnych części zbiornika i meromiksji badanego zbiornika. Skład wód zbiornika cały czas ewoluuje, jednak szybkość zmian jest powolna. Aby określić trwałość zachodzących procesów niezbędne jest prowadzenie regularnego monitoringu wód w możliwie szerokim zakresie analitycznym.

EN

The chemistry of post-mining reservoir the No. 31 was discussed. The reservoir under research is located on so called "antrophogenic lake district" in Łuk Mużakowski (Lubuski District, West Poland). The "antrophogenic lake district" comprises of about 100 post-mining reservoirs of different origin: opencast and sinks. On the basis of pH value and redox potential of waters the reservoirs were included into two groups: acidotrophic (pH ranging between 2,6 and 3,7 and redox potential of 605 to 755 mV) and "others" (pH ranging be-tween 5,2 and 7,4 and redox potential of 380 to 600 mV). The reservoir under research came into being circa 1900 year and is one of the oldest within the district. The reservoir is rather small, of about 2 ha area with the maximal deep of 12 m. The reservoir is surrounded by forest and, on the south, borders with road no 12. The pH value of its water is circum neutral, therefore the reservoir was classified to the group "others". The results of research conducted in the years 1981, 1987, 1993 and 2009÷2010 are discussed. Chemical composition of water in vertical profile in the deepest place of reservoir was analysed. The publication focus on the most important for the reservoir chemistry parameters such as temperature, pH-vales, total organic carbon, nitrogen compounds, phosphate, iron compounds and sulphate. The most important changes in chemical composition of upper water were pH value increase and iron concentration decrease. Concentration of sul-phate fluctuated in the whole reservoir. The hydrochemical type of reservoir changed from bicarbonate-calcium-magnesium, via bicarbonate-magnesium and bicarbonate-sulphate-calcium to bicarbonate-calcium type. On the ground of the research the following conclusions and thesis can be pointed out: ? biological activity will cause further increase of pH value of water of upper layer (pH value of bottom layer will stay on the same level due to AMD in-teraction), iron concentration in upper layer is limited by hydrous oxide (HFO) and ferric carbonate precipitation, so the concentration of Fe(III) will remain on the same level or decrease a little according increase of pH value, upper layers of reservoir are under influence of acid mine drainage, what cause fluctuations of sulphate and iron (II) concentration, the pattern of temperature in vertical profile is typical for meromictic reser-voirs.

Słowa kluczowe

PL

wody kopalniane; zbiornik zapadliskowy; skład chemiczny

EN

mine water; composition

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2011
• Tom: Tom 13
• Strony: 1751--1765
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Jachimko B.

autor

Kasprzak M.

• Uniwersytet Zielonogórski

Bibliografia

• 1. Razowska-Jaworek L., Pluta I.: Przegląd występowania kwaśnych wód kopalnianych w różnych rejonach górniczych świata. Przegląd Górniczy nr 5 pp 31÷37, 2005
• 2. Solski A., Jędrczak A., Matejczuk W.: Skład chemiczny wód zbiorników „pojezierza antropogenicznego” w rejonie Tuplice – Łęknica. Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Inżynierskiej w Zielonej Górze, nr 84, s. 65÷76, 1988.
• 3. Evangelou V.P.: Pyrite oxidation and its control. New York 1995.
• 4. Blodau C.: A review of acidity generation and consumption in acidic coal mine lakes and their watersheds. Science of the Total Environment 369: pp 307÷332. 2006
• 5. Lenk S., Wisotzky F.: Chemische Beschaffenheit und modellierte Genese von Grundwassern in Braunkohlenabraumkippen des Tagebaues Inden Grundwasser 12:301÷313. 2007.
• 6. Nixdorf B., Deneke R.: Grundlagen und Maßnahmen zur biogenen Alkalinisierung von sauren Tagebauseen. Weissensee Verlag. Berlin 2004.
• 7. Nordstrom D.K.: The effect of sulfate on aluminum concentrations in natural waters: Some stability relations in the system Al2O3-SO3-H2O at 298 K. Geochim. Cosmochim.Acta 46:681:92. 1982.
• 8. Matejczuk W.: Charakterystyka ekologiczna zbiorników wodnych w wyrobisku poeksploatacyjnym węgla brunatnego. Pol. Wroc. Instytutu Inż. Ochr. Środ. (praca doktorska). Wrocław 1986.
• 9. Jachimko B.: Krążenie fosforu w wodach zbiorników Pojezierza Mużakowskiego. Pol. Wrocł., Instyt. Inż. Ochr. Środ., (praca doktorska). Wrocław 1998.
• 10. Jędrczak A.: Skład chemiczny wód pojezierza antropogenicznego w Łuku Mużakowskim. Wyd. WSInż. w Zielonej Górze, Seria Monografie 1992. Nr 5, Zielona Góra 1992.
• 11. Macioszczyk A., Dobrzyński D.: Hydrogeochemia. Strefy aktywnej wymiany wód podziemnych. PWN. 2002.
• 12. Appelo C.A.J., Postma D.: Geochemistry, groundwater and pollution, 2ND edition. Amsterdam the Netherlands 2006.
• 13. Parkhurst D., Appelo C.A.J.: User’s guide to PHREEQC (Version2)- a computer program for speciacion, batch-reaction, one-dimensional transport, and inverse geochemical calculations. Denver 1999.
• 14. Boehrer B, Schulze M.: On the relevance of meromixis in mine pit lakes. IMWA/02000-/pp 200÷213, 2000.
• 15. Schultze M., Boehrer B.: Development of two meromictic Pit Lakes – a case study from the Former Lignite Mine Merseburg-Ost, Germany. Limnologica (40) 148÷155. 2008.
• 16. Kubiak J., Tórz A.: Eutrofizacja. Podstawowe problemy ochrony wód jeziornych za Pomorzu Zachodnim, Słupskie Prace Biologiczne 2, 17÷34. 2005.