Zastosowanie modelowania geochemicznego do oceny warunków kształtowania się składu chemicznego wód podziemnych w rejonie ujęcia Gliwice Łabędy

• Autorzy: Jakóbczyk S. , Kowalczyk A.

Warianty tytułu

EN

Application of geochemical modelling in assessing groundwater chemistry evolution in the Gliwice Łabędy intake area

• Konferencja: Współczesne problemy hydrogeologii = Current challenges in hydrogeology : sympozjum
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki przestrzennej i czasowej analizy zmian składu chemicznego wód podziemnych w węglanowym zbiorniku triasowym w rejonie ujęcia Gliwice Łabędy na przestrzeni lat 1995–2010 oraz wyniki modelowania geochemicznego. Jego celem było dokonanie oceny ilościowej procesów geochemicznych aktywnych w badanej części zbiornika i ich wpływu na kształtowanie się składu chemicznego wód podziemnych. Przestrzenne zróżnicowanie składu chemicznego wód podziemnych przejawia się przede wszystkim podwyższoną mineralizacją, do poziomu 2750 mg/dm3 i zróżnicowanymi, często także podwyższonymi zawartościami jonów głównych, np. Cl– do około 1120 mg/dm3, SO42- do około 430 mg/dm3. W szczególności podwyższone wartości stężeń składników występują po zachodniej stronie rynny erozyjnej wypełnionej osadami miocenu, zawierającymi wkładki ewaporatów, takich jak gips, anhydryt czy halit. Sugeruje to istotny wpływ tych osadów na skład chemiczny wód w utworach węglanowych triasu. Wyniki modelowania geochemicznego, wykonane przy pomocy programu Phreeqc, umożliwiają identyfikację głównych procesów geochemicznych kształtujących aktualny skład chemiczny wód podziemnych w utworach węglanowych triasu na omawianym obszarze. Są to: rozpuszczanie minerałów węglanowych i ewaporatów oraz utlenianie siarczków i denitryfikacja. Procesy utleniająco-redukcyjne odgrywają ważną rolę szczególnie w obszarach użytkowanych rolniczo, gdzie odnotowano znaczny wzrost stężeń azotanów. Modelowanie geochemiczne umożliwiło także wyjaśnienie genezy jonów SO42– w wodach (utlenianie siarczków i rozpuszczanie gipsów) w różnych miejscach obszaru badań.

EN

Paper presents results of spatial and temporal analysis of groundwater chemistry in Triassic fractured-karst-porous aquifer in the area of Gliwice Łabędy well field for the years 1995–2010. Outcome of geochemical modelling was also described as a tool for quantitative assessment of geochemical processes active in that part of the carbonate aquifer. Spatial heterogeneity of groundwater chemistry within the study area is manifested mainly by higher mineralization and concentrations of major ions west of the trough filled with Miocene evaporite deposits, what reflects significant impact of Miocene sediments on the groundwater chemistry. Major processes controlling chemical composition of groundwater within the study area are dissolution of carbonates and evaporites, sulfides oxidation and denitrification. Redox processes play an important role particularly in the agricultural area where elevated concentrations of nitrates where observed. Geochemical modelling with Phreeqc allowed the authors to distinguish sources of sulphates in groundwater (sulphides oxidation and gypsum dissolution) in different parts of the investigated aquifer.

Słowa kluczowe

PL

skład chemiczny wód podziemnych; modelowanie geochemiczne; Phreeqc; węglanowy kompleks wodonośny triasu; ujęcie Gliwice Łabędy

EN

groundwater chemistry; geochemical modelling; Phreeqc; Triassic carbonate aquifer; Gliwice Łabędy intake

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2011
• Tom: nr 445 Hydrogeologia z. 12/1
• Strony: 217--225
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Jakóbczyk S.

• Uniwersytet Śląski, Zakład Hydrogeologii i Geologii Inżynierskiej, ul. Będzińska 60, 41-200 Sosnowiec

autor

Kowalczyk A.

• Uniwersytet Śląski, Zakład Hydrogeologii i Geologii Inżynierskiej, ul. Będzińska 60, 41-200 Sosnowiec

Bibliografia

• [1] ALEXANDROWICZ S.W., 1997 — Lithostratygraphy of the Miocene deposits in the Gliwice area (Upper Silesia, Poland). Bull. Pol. Acad. Sci., 45: 167-179.
• [2] APPELO C.A.J., POSTMA D., 2007 — Geochemistry, groundwater and pollution, 2nd edition. A.A. Balkema Publishers, Amsterdam.
• [3] CLARK I., FRITZ P., 1997 — Environmental isotopes in hydrogeology. Lewis Publishers, New York.
• [4] KOWALCZYK A., 2003 — Formowanie się zasobów wód pod- ziemnych w utworach węglanowych triasu śląsko-krakowskiego w warunkach antropopresji. Pr. Nauk. UŚI, 2152.
• [5] LANGMUIR D., 1971 — The geochemistry of some carbonate ground waters in central Pennsylvania. Geochim. Cosmochim. Acta, 35: 1023-1045.
• [6] PARKHURST 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 geochemical calculations. USGS, Water-Resources Investigations Report.
• [7] PLUMMER L.N., BUSBY J.F., LEE R.W., HANSHAW B.B., 1990 — Geochemical modeling of the Madison aquifer in parts of Montana, Wyoming, and South Dakota. Water Resources Research, 26: 1981-2014.
• [8] RÓŻKOWSKI A., CHMURA A., SIEMIŃSKI A. (red.), 1997 — Użytkowe wody podziemne Górnośląskiego Zagłębia Węglowego i jego obrzeżenia. Pr. Państw. Inst. Geol., 159.
• [9] STUMM W., MORGAN J.J., 1996 — Aquatic Chemistry. Chemical equilibria and rates in natural waters. Third ed. Wiley and Sons, New York.
• [10] SZRAMEK K., WALTER L.M., 2004 — Impact of carbonate precipitation on riverine inorganic carbon mass transport from a mid-continent, forested watershed. Aquat. Geochem., 10, 1/2: 99-137.
• [11] WITCZAK S., ADAMCZYK A., 1995 - Katalog wybranych fizycznych i chemicznych wskaźników zanieczyszczeń wód podziemnych i metod ich oznaczania. T. 2. PIOŚ. Biblioteka Monitoringu Środowiska, Warszawa.
• [12] WŁOSTOWSKI J., OFICJALSKA H., KRAWCZYŃSKI J., PIETRZAK M., RODZOCH A., MUTER K., 2005 — Dokumentacja hydrogeologiczna określająca warunki hydrogeologiczne dla ustanowienia obszaru ochronnego zbiornika wód podziemnych Gliwice GZWP Nr 330.