Chemistry of cave water in Smocza Jama, city of Kraków, Poland

Motyka, J.; Gradziński, M.; Różkowski, K.; Górny, A.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Chemistry of cave water in Smocza Jama, city of Kraków, Poland

Autorzy

Motyka J. , Gradziński M. , Różkowski K. , Górny A.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

Chemizm wód podziemnych w Smoczej Jamie, Kraków, Polska

Języki publikacji

Abstrakty

The chemical composition of the water in Smocza Jama cave (city of Kraków, Kraków-Wieluń Upland) was studied. The cave is 276 m long and it was developed in the Upper Jurassic limestone. Nineteen water samples were collected between March 1995 and January 1998. The pool water and drip water were sampled. The former water samples represent Ca - Na - HCO₃ - SO₄- Cl, while the latter ones SO₄- Ca - Na type. In pool water the concentrations of Cl are higher than in drip water, while in drip water the SO₄ predominates. The chemical composition of the studied samples of both the pool and drip waters differs considerably from the composition typical of the limestone cave water. The studied water differs also in its chemical composition from the ground- water of the Kraków-Wieluń Upland. High concentrations of NO₃, SO₄, Cl, Na, K, and P suggest that the water in Smocza Jama is considerably affected by pollution. The chemical composition of the studied pool water can be the effect of mixing of, at least, two components. The water can: (i) filtrate from the Vistula river, (ii) percolate down from the surface of Wawel Hill, (iii) migrate from the nearby area, where the city centre is located, and (iv) ascend as artesian water from deeper confined aquifer. The former three of the four mentioned water sources may be strongly degraded due to long lasting human occupation of both Wawel Hill and the city centre, as well as pollution of the Vistula river. The high amount of SOS ions reaching 1439 mg/L in drip water results probably from leaching of litter and rubble poured over the cave in the 19th century.

Jaskinia Smocza Jama jest usytuowana w centrum Krakowa, w południowej częoeci Wyżyny Krakowsko-Wieluńskiej (Fig. 1, 2). Powstała ona w wapieniach jury górnej budujących niewielki zrąb otoczony głównie iłami mioceńskimi znajdującymi się w sąsiednich rowach tektonicznych. W jaskini występują jeziorka (Fig. 3); ich powierzchnia położona jest w przybliżeniu na poziomie wód Wisły, która płynie w odległości ok. 50 m od jaskini. Fluktuacje poziomu wody w jaskini nawiązują do zmian poziomu wody w Wiśle (Kleczkowski, 1977). Badane było szesnaście próbek wody pobranych z jeziorek i trzy próbki wody kapiącej ze stropu jaskini (Fig. 3). Wszystkie próbki reprezentowały wody słabo alkaliczne. Mineralizacja ogólna wód z jeziorek była mniejsza niż wody kapiącej. W pierwszym przypadku wynosiła od 779,25 mg/L do 1013,01 mg/L podczas gdy w drugim od 1752 mg/L do 2841,73 mg/L (Tabela 1).

Słowa kluczowe

cave water chemistry pollution groundwater circulation Kraków-Wieluń Upland

Wydawca

Polskie Towarzystwo Geologiczne

Czasopismo

Annales Societatis Geologorum Poloniae

Rocznik

2005

Tom

Vol. 75, No 2

Strony

189--198

Opis fizyczny

Bibliogr. 44 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Motyka J.

motyka@agh.edu.pl

Faculty of Mining and Geoengineering, AGH, University of Science and Technology, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Gradziński M.

gradzinm@ing.uj.edu.pl

Institute of Geological Sciences, Jagiellonian University, ul. Oleandry 2a, 30-063 Kraków, Poland

autor

Różkowski K.

kazik@agh.edu.pl

Faculty of Mining and Geoengineering, AGH, University of Science and Technology, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Górny A.

Geological Museum, AGH, University of Science and Technology, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

1. Appelo, C. A. J. & Postma, D., 1994. Geochemistry, Groundwater and Pollution. Balkema, Rotterdam, 535 pp.
2. Bolner, K. & Tardy, J., 1988. Bacteriological and chemical investigations of dripping waters in the caves of Budapest. In: International Symposium on Physical, Chemical and Hydrological Research of Karst. Communications. Slovenská speleologická splocnosť, Liptovský Mikuláš, pp. 102-108.
3. Bujwid, O., 1894. Higieniczne badanie wód studziennych w Krakowie. (In Polish). Przegląd Lekarski, 34: 560-562.
4. Dumnicka, E., 2000. Studies on Oligochaeta taxocens in streams, interstitial and cave waters of southern Poland with remarks on Aphanoneura and Polychaeta distribution. Acta Zoologica Cracoviensia, 43: 339-392.
5. Dumnicka, E. & Wojtan, K., 1990. Differences between cave water ecological systems in the Kraków-Częstochowa Upland. Stygologia, 5: 241-247.
6. Dżułyński, S., 1952. The origin of the Upper Jurassic limestones in the Cracow area. (In Polish, English summary). Rocznik Polskiego Towarzystwa Geologicznego, 21: 125-180.
7. Estreicher, K., 1938. Kraków. Przewodnik dla zwiedzających miasto i jego okolice. (In Polish). Towarzystwo Miłośników Historii i Zabytków Miasta Krakowa, Kraków, 373 pp.
8. Fairchild, I. J., Borsato, A., Tooth, A. F., Frisia, S., Hawkesworth, Ch. J., Huang, Y., McDernmott, F. & Spiro, B., 2000. Controls on trace element (Sr-Mg) composition of carbonate cave waters: implications for speleothem climatic records. Chemical Geology, 166: 255-269.
9. Firlet, E. M., 1996. Smocza Jama na Wawelu. Historia, legenda, smoki. (In Polish). Universitas, Kraków, 160 pp.
10. Gajowiec, B. & Różkowski, J., 1988. Salinity of river waters within the upper Vistula drainage basin. (In Polish, English summary). Kwartalnik Geologiczny, 32: 715-728.
11. Goc, P., Górny, A., Klojzy-Karczmarczyk, B. & Motyka, J., 2000. Nitrates in cave waters of southern part of Cracow Upland. (In Polish, English summary). Kras i Speleologia, 10: 67-83.
12. Górny, A., Motyka, J., Partyka, J. & Różkowski, K., 2001. Jakość wód w strefie aeracji w wapieniach jurajskich w Ojcowskim Parku Narodowym. (In Polish). In: Partyka, J. (ed.), Badania naukowe w południowej części Wyżyny Krakowsko-Częstochowskiej. Ojcowski Park Narodowy, Ojców, pp. 35-39.
13. Grabowski, A., 1909. Wspomnienia Ambrożego Grabowskiego. Tom II. [wydał Stanisław Estreicher]. (In Polish). Towarzystwo Miłośników Historyi i Zabytków Krakowa, Kraków, 417 pp.
14. Gradziński, M., Górny, A. & Motyka, J., 1996. Wpływ ascenzyjnych przepływów na powstanie jaskini Smocza Jama. (In Polish). In: Urban, J. (ed.), Materiały Sympozjalne. XXXSympozjum Sekcji Speleologicznej. Polskie Towarzystwo Przyrodników, p. 16.
15. Gradziński, M. & Szelerewicz, M., 2004. Caves of the Kraków- Wieluń Upland - number and distribution. (In Polish, English summary). In: Partyka, J. (ed.), Zróżnicowanie i przemiany środowiska przyrodniczo-kulturowego Wyżyny Krakowsko- Częstochowskiej. Tom 1. Przyroda. Ojcowski Park Narodowy, Ojców, pp. 69-82.
16. Gradziński, R., 1972. Przewodnik geologiczny po okolicach Krakowa. (In Polish). Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa, 235 pp.
17. Heflik, W. & Matl, K., 1991. Le characteristique géologique de la caverne Smocza Jama au Wawel. (In Polish, French summary). Studia do Dziejów Wawelu, 5: 29-53.
18. Hem, J. D., 1992. Study and Interpretation of the Chemical Characteristics of Natural Water. United States Geological Survey, Water-Supply Paper, 2254: 1-263.
19. Kleczkowski, A. S., 1967. Mineral waters in Cracow and their connection with geological structure. Bulletin de l’Académie Polonaise des Sciences, Série des Sciences Géologiques et Géographiques, 15: 139-159.
20. Kleczkowski, A. S., 1977. Hydrogeological conditions of the Wawel Hill in Cracow. (In Polish, English summary). Biuletyn Geologiczny, 21: 153-175.
21. Kleczkowski, A. S., 1979. Hydrogeologia ziem wokół Polski. (In Polish). Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa, 184 pp.
22. Kleczkowski, A. S., 1989. An outline of hydrogeological problems of the Cracow region, south Poland. (In Polish, English summary). Przegląd Geologiczny, 37: 323-326.
23. Kleczkowski, A. S., 2003. Kształtowanie chemizmu czwartorzędowych wód podziemnych Krakowa 1870-2002; tendencje dalszych zmian. (In Polish). Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków, 131 pp.
24. Kleczkowski, A. S., Myszka, J., Solecki, T. & Stopa, J., 1994. Krakowskie artezyjskie zdroje wód pitnych z wapieni jury. (In Polish). Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska AGH, Kraków, 61 pp.
25. Klimchouk, A. & Andrejchuk, V., 1997. Environmental problems in gypsum karst terrains. International Journal of Speleology, 25: 145-156.
26. Klojzy-Karczmarczyk, B., Krawczyk, M., Motyka, J. & Różkowski, K., 1999. Selected anion concentrations sampled from the Łokietek Cave water (Ojców National Park). (In Polish, English summary). Współczesne Problemy Hydrogeologii, 9: 439-442.
27. Kogovšek, J., 1997, Pollution transport in the vadose zone. An example from Postojnska Jama - Slovenia. In: Gunay, G. & Johnson. A. I., (eds), Karst Waters & Environmental Impacts. Procedings of the 5th International Symposium and Field Seminar on Karst Waters and Environmental Impacts. Antalya, Turkey, 10 - 20 Sept. 1995. Balkema, Rotterdam, pp. 161-165.
28. Krokowski, J., Karnas, M., Opial-Gałuszka, U. & Zientarska, B., 1994. Pomiar zasolenia wody w rzece Wiśle w przekroju powyżej Krakowa. In: Zasolenie rzeki Wisły. Materiały z Sympozjum, Kraków, 29 listopada 1994. (In Polish). Sekcja Ochrony Jakości Wód Komitetu Gospodarki Wodnej Polskiej Akademii Nauk, Kraków, pp. 90-106.
29. Lemberger, I., 1899. Rozbiór chemiczno-bakteryologiczny wód studziennych miasta Krakowa. (In Polish). Sprawozdanie Komisyi Fizyograficznej, 34 [for 1898]: 101-135.
30. Lerner, D. N., 2002. Identyfying and quantifying urban recharge: a review. Hydrogeology Journal, 10: 143-152.
31. Macioszczyk, A. & Dobrzyński, D., 2002. Hydrogeochemia. Strefy aktywnej wymiany wód podziemnych. (In Polish). Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 448 pp.
32. Mayer, J., 1999. Spatial and temporal variation of groundwater chemistry in Pettyjohns Cave, northwest Georgia, USA. Journal of Cave and Karst Studies, 61: 131-138.
33. Motyka, J. & Postawa, A., 2004. The groundwater of Zakrzówek horst. (In Polish, English summary). Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, 412: 71-130.
34. Motyka, J., Różkowski, K., Sikora, W. & Goc, J., 2002. Influence of the unsaturated zone in Upper Jurassic limestones on the chemistry of groundwater (Ojców National Park, southern Poland). (In Polish, English abstract). Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, 404: 123-144.
35. Motyka, J. & Witczak, S., 1992. Groundwater chemistry in the vicinity of the Ouled Fares area, northern margin of the Cheliff Valley (N Algeria). Annales Societatis Geologorum Poloniae, 62: 317-338.
36. Olszewski, K., 1871. Rozbiór chemiczny wód studziennych i rzecznych krakowskich. (In Polish). Sprawozdanie Komisyi Fizyograficznéj, 5 [for 1870]: 131-162.
37. Olszewski, K. & Trochanowski, K., 1889. Chemiczny rozbiór wód studziennych miasta Krakowa. Sprawozdanie Komisyi Fizyjograficznej, 23 [for 1888]: 56-97.
38. Picknett, R. G., Bray, L. G. & Stenner, R. D., 1976. The chemistry of cave waters. In; Ford, C. D. & Cullingford, C. H. D., (eds), The Science of Speleology, Academic Press, London, pp. 213-266.
39. Różkowski, J., 1996. Transformation in chemical composition of karst water in the southern part of the Cracow Upland (Rudawa and Prądnik drainage areas). (In Polish). Kras i Speleologia, Numer Specjalny, 1: 1-106.
40. Szelerewicz, M. & Górny, A., 1986. Jaskinie Wyżyny Krakowsko- Wieluńskiej. (In Polish), Wydawnictwo “Kraj”, Kraków, 200 pp.
41. Vadillo, I., Carrasco, C., Andreo, B., García de Torres, A. & Bosch, C., 1999. Chemical composition of landfill leachate in a karst area with a Mediterranean climate (Marbella, southern Spain). Environmental Geology, 37: 326-332.
42. Wiśniewski, W. W., 1997. Powódź a Smocza Jama. (In Polish). Jaskinie Wyżyny Informator, 17: 1-2.
43. Wyrozumski, J., 1992. Dzieje Krakowa. Kraków do schyłku wieków średnich. Tom 1. (In Polish). Wydawnictwo Literackie, Kraków, 576 pp.
44. Zuber, A., Weise, S. M., Motyka, J., Osenbrück, K. & Różański, K., 2004. Age and flow pattern of groundwater in a Jurassic limestone aquifer and related Tertiary sands derived from combined isotope, noble gas and chemical data. Journal of Hydrology, 286: 87-112.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BUS6-0025-0053