Identyfikacja procesów kształtujących skład chemiczny wód podziemnych poniżej torfowiska-Pożary, Kampinoski Park Narodowy

• Autorzy: Porowska D. , Leśniak P. M.

Warianty tytułu

EN

Identification of processes controlling groundwater chemistry below peatland-Pożary, Kampinos National Park

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

The aim of this study was to identify hydrogeochemical processes controlling chemical composition of groundwater of the existing peatland. The site of the study is located within the Pożary Special Protection Area of the Kampinos National Park. Lithological profilem consists mainly of varigrained sand, covered by organic matter constituting peatland. The groundwater table fluctuates between 0.6 m below and 0.3 m above ground level. Combination of high organic content of soil profile and shallow depth to the water table causes slightly reducing conditions, especially in the upper part of aquifer. There, oxidation of organic matter (and/or methane) as well as nitrate and sulphate reduction has been presumed while denitrification and/or dissimilatory nitrate reduction to ammonium (DNRA) seems to control chemistry of groundwater in deeper part of the profile. The important differences in the chemical and isotopic composition of dissolved carbon have been found in the depth profile. Carbon isotopic composition of dissolved inorganic carbon in groundwater (13CDIC) indicates that carbonate carbon is derived mostly from the decomposition of organic matter, a small contribution being derived from the dissolution of carbonate minerals. The contribution of atmospheric CO2 to chemical and isotopic composition of dissolved carbon is negligible within all parts of aquifer.

Słowa kluczowe

PL

skład chemiczny wód podziemnych; hydrogeologiczno-chemiczny proces; denitryfikacja; torfowiska

EN

groundwater chemistry; hydrogeochemical processes; denitrification; peatlands

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Przegląd Geologiczny
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 56, nr 11
• Strony: 982--990
• Opis fizyczny: bibliogr. 36 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Porowska D.

autor

Leśniak P. M.

• Wydział Geologii, Uniwersytet Warszawski, ul. Żwirki i Wigury 93, 02-089 Warszawa,

Bibliografia

• APPELO C.A.J. & POSTMA D. 1996 - Geochemistry, groundwater and pollution. Balkema, Rotterdam, Brookfield.
• BISHOP P.K. 1990 - Precipitation of dissolved carbonate species from natural waters for _13C analysis - A critical appraisal. Chemical Geology (Isotope Geoscience Section), 80, s. 251-259
• CLYMO R.S. & PEARCE D.M.E. 1995 - Methane and Carbon Dioxide Production in, Transport through, and Efflux from a Peatland Philosophical Transaction. Ph. Sc. Eng., 351: 249-259.
• DEINES P. 1980 - The isotopic composition of reduced organic carbon, [In:] Fritz P. & Fontes J.C. (eds.) Handbook of environmental isotope geochemistry, vol. 1. Elsevier, Amsterdam: 329-406.
• FAURE G. 1986 - Principles of isotope geology. 2nd ed. Wiley, New York.
• FETTER C.W. 1994 - Applied hydrogeology. 3rd ed. Maxwell Macmillan International, New York-Toronto.
• FIC M. & WIERZBICKI A. 1994 - Organizacja sieci monitoringu wód podziemnych na terenie rezerwatu Pożary w Kampinoskim Parku Narodowym. Prz. Geol., 42, 12: 1004-1008.
• GLEASON J.D., FRIEDMAN I. & HANSHAW B.B. 1969 - Extraction of dissolved carbonate species from natural water for carbon-isotope analysis. U.S. Geological Survey Prof. Paper, 650-D: D248-D250.
• HAYES J.M. 2001 - Fractionation of carbon and hydrogen isotopes in biosynthetic processes, [In:] Valley J.W. & Cole D.R. (eds.) Stable isotope geochemistry. Rev. Mineral. Geochem., 43: 225-277.
• HERMANOWICZ W., DOJLIDO J., DOŻAŃSKA W., KOZIOROWSKI B. & ZERBE J. 1999 - Fizyczno-chemiczne badanie wody i ścieków. Wyd. Arkady, Warszawa.
• HOUNSLOW A.W. 1995 - Water quality data: Analysis and interpretation. Lewis Publishers, Boca Raton, New York.
• ISLAS-LIMA S., THALASSO F. & GÓMEZ-HERNANDEZ J. 2004 - Evidence of anoxic methane oxidation coupled to denitrification. Water Res., 38: 13-16.
• JĘDRYSEK M.O., SKRZYPEK G., WADA E., DOROSZKO B., KRAL T., PAZUR A., VIJARNSORN P. & YASUO T. 1995 - Analiza δ13C i δ34S w profilach torfowych a zmiany globalne. Prz. Geol., 43, 12: 1004-1010.
• JĘDRYSEK M.O. & SKRZYPEK G. 2005 - Hydrogen, carbon and sulphur isotope ratios in peat: the role of diagenessis and water regimes in reconstruction of past climates. Environ. Chem. Lett., 2, 4: 179-183.
• KEELING C.D. 1958 - The concentration and isotopic abundances of atmospheric carbon dioxide in rural areas. Geochim. Cosmochim. Acta, 13: 322-334.
• KOROM S.F. 1992 - Natural denitrification in the saturated zone: A review. Water Resources Res., 28, 6: 1657-1668.
• KNOWLES R. 2005 - Denitrifiers associated with methanotrophs and their potential impact on the nitrogen cycle. Ecol. Eng., 24: 441-446.
• KROGULEC E. & JÓŹWIAK K. 2007 - Azot mineralny w płytkich wodach podziemnych Kampinoskiego Parku Narodowego, [W:] Mat XII Sympozjum "Współczesne Problemy Hydrogeologii", Kraków- Krynica: 105-113.
• LENARTOWICZ M. 2005 - Modelowanie procesów hydrologicznych i geochemicznych w bagiennej zlewni nizinnej (na przykładzie zlewni Pożary). Monografie Komit. Gosp. Wod. PAN, 25: 1-143.
• LEŚNIAK P.M. 2006 - Zastosowanie badań izotopowych w hydrogeologii, [W:] Macioszczyk A. (red.) Podstawy hydrogeologii stosowanej. WN PWN, Warszawa: 474-516.
• MODIN O., FUKUSHI K. & YAMAMOTO K. 2007 - Denitrification with methane as external carbon source. Water Res., 41, 12: 2726-2738.
• NOLAN B.T. 1999 - Nitrate behavior in ground waters of the Southeastern United States. J. Environ. Qual., 28, 5: 1518-1527.
• PEDERSEN J.K., BJERG P.L. & CHRISTENSEN T.H. 1991 - Correlation of nitrate profiles with groundwater and sediment characteristics in a shallow sandy aquifer. J. Hydrol., 124: 263-277.
• POROWSKA D. 2004 - Zawartość rozpuszczonego tlenu i dwutlenku węgla w wodach podziemnych wybranych środowisk hydrogeochemicznych. Monografie Komit. Gosp. Wod. PAN, 24: 1-142.
• POROWSKA D. 2007 - Dissolved oxygen and inorganic carbon in groundwater within peatland area, [W:] Mat. Międzynarodowej Konferencji Naukowej "Hydrogeochemia'07", Bratysława, t. XI: 118-123.
• ROBERTSON W.D., RUSSELL B.M. & CHERRY J.A. 1996 - Attenuation of nitrate in aquitard sediments of southern Ontario. J. Hydrol., 180: 267-281.
• SALOMONS W. & MOOK W.G. 1980 - Isotope geochemistry of carbonates in the weathering zone, [In:] Fritz P. & Fontes J.C. (eds.) Handbook of environmental isotope geochemistry, vol. 2. Elsevier, Amsterdam: 239-269.
• SKRZYPEK G. & JĘDRYSEK M.O. 2005 - 13C/12C ratio in peat cores: record of past climates, [In:] Lichtfouse E., Schwarzbauer J. & Robert D. (red.) Environmental chemistry: Green chemistry and pollutants in ecosystems. Springer-Verlag: 65-73.
• SŁOWAŃSKI W., PIECHULSKA-SŁOWAŃSKA B., GOGOŁEK W., 1994 - Mapa geologiczna Polski w skali 1 : 200 000. Arkusz Warszawa- Zachód. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa.
• SZYNKIEWICZ A., DRZEWICKI W. & JĘDRYSEK M.O. 2006 - Metodyka analiz izotopowych rozpuszczonego węgla nieorganicznego (DIC) i ich zastosowania w badaniach hydrogeologicznych i środowiskowych. Prz. Geol., 54, 9: 794-806.
• TIEDJE J.M, SEXSTONE A.J, MYROLD D.D. & ROBINSON J.A. 1982 - Denitrification: ecological niches, competition and survival. Antonie van Leeuwenhoek, 48, 6: 569-583.
• VALENTINE D.L. 2002 - Biogeochemistry and microbial ecology of anaerobic methane oxidation: a review. Antonie van Leewenhoek, 81: 271-282.
• WEIGHT W.D. & SONDEREGGER J.L. 2001 - Manual of applied field hydrogeology. McGraw-Hill, New York.
• WESSOLEK G., SCHWÄRZEL K., RENGER M., SAUERBREY R. & SIEWERT C. 2002 - Soil hydrology and CO2 release of peat soils. J. Plant Nutr. Soil Sc., 165: 494-500.
• WITCZAK S. & ADAMCZYK A. 1994 - Katalog wybranych fizycznych i chemicznych wskaźników zanieczyszczeń wód podziemnych i metod ich oznaczania, t. I. Wiadomości ogólne. Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska, Warszawa.
• WITCZAK S. & ADAMCZYK A. 1995 - Katalog wybranych fizycznych i chemicznych wskaźników zanieczyszczeń wód podziemnych i metod ich oznaczania, tom II. Metodyka opróbowania. Państwowa Inspekcja Ochrony Środowiska, Warszawa.