The effects of uninsulated sewage tanks on groundwater. A case study in an eastern Hungarian settlement

• Autorzy: Mester T. , Szabo G. , Bessenyei E. , Karancsi G. , Barkoczi N. , Balla D.

Identyfikatory

DOI

10.1515/jwld-2017-0027

Warianty tytułu

PL

Oddziaływania nieizolowanych zbiorników ściekowych na wody gruntowe. Przykład osiedla ze wschodnich Węgier

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In our study we attempt to demonstrate the effects of uninsulated sewage tanks, which are the most important sources of contamination in settlements without sewage systems, on groundwater quality. We compared the results of measurements carried out before and one and a half years after the construction of the sewage system. We established 3 m deep monitoring wells within a 25 m radius of a sewage tank, which were then sampled, and the level of groundwater was recorded. The 3D model constructed on the basis of the saturated zone shows that the effluent wastewater formed a groundwater level dome with a height of more than 1 m. After the sewage tank was taken out of use the difference between the highest and lowest groundwater levels decreased to a few centimetres. In our study we investigated the spatial distribution of NH₄⁺ (ammonium). Using the 3D model we were able to precisely determine the volume of water bodies with different levels of contamination. In an approximately 25 m³ water body, in the immediate environment of a sewage tank in use we detected NH₄⁺ at a concentration which was characteristic of undiluted wastewater (>90 mg∙dm^–3). After the sewage tank was taken out of use, the concentration in its immediate environment decreased by more than 50%, although almost everywhere in the modelled area concentrations were measured above the limit value. Based on the above, we can conclude that the cleaning process has started, but the complete decontamination of the groundwater will take several years.

PL

W pracy podjęto próbę wykazania wpływów nieizolowanych zbiorników ściekowych, które są głównym źródłem zanieczyszczenia w osiedlach pozbawionych kanalizacji, na jakość wód gruntowych. Porównano wyniki pomiarów prowadzonych przed i półtora roku po zbudowaniu systemu kanalizacyjnego. W promieniu 25 m od zbiornika ściekowego zainstalowano studzienki o głębokości 3 m, z których pobierano próbki i mierzono w nich poziom wód gruntowych. Na podstawie trójwymiarowego modelu zbudowanego ze znajomością strefy saturacji stwierdzono, że wypływające ścieki uformowały wypukłe zwierciadło wód gruntowych o wysokości ponad 1 m. Po wyłączeniu zbiornika ścieków z eksploatacji różnica pomiędzy najwyższym i najniższym poziomem wód gruntowych zmalała do kilku centymetrów. W przedstawionych badaniach analizowano przestrzenne rozmieszczenie jonów amonowych (NH₄⁺). Stosując trójwymiarowy model można było precyzyjnie określić objętość wody o różnym stopniu zanieczyszczenia. W 25 m³ wody w bezpośrednim otoczeniu używanego zbiornika ściekowego wykryto jony amonowe w stężeniu typowym dla nierozcieńczonych ścieków (>90 mg∙dm^–3). Po wyłączeniu zbiornika z eksploatacji stężenie to zmalało o ponad 50%, choć niemal wszędzie nadal przekraczało dopuszczalne normy. Na podstawie uzyskanych wyników można wnioskować, że proces oczyszczania został rozpoczęty, ale całkowita dekontaminacja zajmie kilka lat.

Słowa kluczowe

EN

ammonium; groundwater contamination; groundwater level; modelling; pollution; wastewater

PL

jony amonowe; modelowanie; poziom wód gruntowych; ścieki; zanieczyszczenie; zanieczyszczenie wód gruntowych

• Wydawca: Wydawnictwo ITP
• Czasopismo: Journal of Water and Land Development
• Rocznik: 2017
• Tom: no. 33
• Strony: 123--129
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Mester T.

• University of Debrecen, Department of Landscape Protection and Environmental Geography, Egyetem tér 1., P.O. Box 9., H-4010 Debrecen, Hungary

autor

Szabo G.

• University of Debrecen, Department of Landscape Protection and Environmental Geography, Egyetem tér 1., P.O. Box 9., H-4010 Debrecen, Hungary

autor

Bessenyei E.

• University of Debrecen, Department of Landscape Protection and Environmental Geography, Egyetem tér 1., P.O. Box 9., H-4010 Debrecen, Hungary

autor

Karancsi G.

• University of Debrecen, Department of Landscape Protection and Environmental Geography, Egyetem tér 1., P.O. Box 9., H-4010 Debrecen, Hungary

autor

Barkoczi N.

• University of Debrecen, Department of Physical Geography and Geoinformatics, Hungary

autor

Balla D.

• University of Debrecen, Department of Landscape Protection and Environmental Geography, Egyetem tér 1., P.O. Box 9., H-4010 Debrecen, Hungary

Bibliografia

• BACKMAN B., BODIŠ D., LAHERMO P., RAPANT S., TARVAINEN T. 1997. Application of a groundwater contamination index in Finland and Slovakia. Environmental Geology. Vol. 36. Iss. 1 p. 55–64.
• BANKS D., KARNACHUK O.V., PARNACHEV V.P., HOLDEN W., FRENGSTAD B. 2002. Groundwater contamination from rural pit latrines: examples from Siberia and Kosova. Water Environment Journal. Vol. 16 p. 147–152.
• BENRABAH S., ATTOUI B., HANNOUCHE M. 2016. Characterization of groundwater quality destined for drinking water supply of Khenchela City (eastern Algeria). Journal of Water and Land Development. No. 30 p. 13–20.
• DEVIC G., DJORDJEVIC D., SAKAN S. 2014. Natural and anthropogenic factors affecting the groundwater quality in Serbia. Science of the Total Environment. Vol. 468–469 p. 933–942.
• HAN Z., MA H., SHI G., HE L., WEI L., SHI Q. 2016. A review of groundwater contamination near municipal solid waste landfill sites in China. Science of the Total Environment. Vol. 569–570, 1 November 2016 p. 1255–1264
• HEATWOLE K.K., MCCRAY J.E. 2007. Modeling potential vadose-zone transport of nitrogen from onsite wastewater systems at the development scale. Journal of Contaminant Hydrology. Vol. 91 p. 184–201.
• JUMMA A.J., MOHD E.T., NOORAZUAN M.H. 2012. Groundwater pollution and wastewater management in Derna City, Libya. International Environmental Research Journal. Vol. 6. Iss. 1 p. 50–54.
• KSH 2014. 6.2.2.6. Közműolló (2000–2015) [System of public utilities (2000-2015)] [online]. Központi Statisztikai Hivatal. [Access 02.12.2016]. Available at: https://www.ksh.hu/docs/hun/xstadat/xstadat_eves/i_zrk006.html
• KSH 2015. Magyarország közigazgatássi helynévkönyve 2015. januar 1 [Gazetteer of Hungary 1st January, 2015] [online]. Budapest. Központi Statisztikai Hivatal pp. 230. [Access 02.12.2016.]. Available at: https://www.ksh.hu/docs/hun/hnk/hnk_2015.pdf
• MACHIWAL D., JHA M.K. 2015. Identifying sources of groundwater contamination in a hard-rock aquifer system using multivariate statistical analyses and GIS-based geostatistical modeling techniques. Journal of Hydrology: Regional Studies. Vol. 4. P. A. September 2015 p. 80–110.
• MESTER T., SZABÓ GY. 2013. Nitrate contamination in the groundwater wells of an Eastern Hungarian settlement. In: International Conference on Environmental Science and Technology. Digital Proceeding of the ICOEST'2013. [CD]. Eds. C. Ozdemir, S. Şahinkaya, E. Kalıpcı, M. K. Oden. Urgup, Nevsehir, Turkey. June 18–21, 2013. p. 1–16.
• MESTER T., SZABÓ GY., BALLA D., KARANCSI G., SZABÓ G., TÓTH C. 2016. Egy nem zárt rendszerű szennyvízakna talajvízszintre gyakorolt hatásának vizsgálata (in Hungarian) [The investigation of the effects of an open sewage tank on the groundwater level]. Theory meets practice in GIS VII. p. 311–317.
• MICHÉLI E., FUCHS M., HEGYMEGI P., STEFANOVITS P. 2006. Classification of the major soils of Hungary and their correlation with the World Reference Base for Soil Resources (WRB). Agrochemistry and Soil Science. Vol. 55. Iss. 1 p. 19–28.
• MSZ-21464:1998. Mintavétel a felszín alatti vizekből [Sampling of groundwaters].
• MÜLLER H.W., DOHRMANN R., KLOSA D., REHDER S., WOLF ECKELMANN W. 2009. Comparison of two procedures for particle-size analysis: Köhn pipette and X-ray granulometry. Journal of Plant Nutrition and Soil Science. Vol. 172 p. 172–179.
• NOVÁK T. J., TÓTH CS. A. 2016. Development of erosional microforms and soils on semi-natural and anthropogenic influenced solonetzic grasslands. Geomorphology. Vol. 254 p. 121–129.
• ROTARU A., RĂILEANU P. 2008. Groundwater contamination from storage works. Environmental Engineering and Management Journal. Vol. 7. No. 6 p. 731–735.
• RUDKO G. 2002. Ecological safety of the Carpathian Region as a process of oil and gas complexes functioning. Studia Universitatis Babes Bolyai, Geologia. Vol. 47. No. 2 p. 51–56.
• SHIRAZI S.M., ADHAM M.I., ZARDARI N.H., ISMAIL Z., IMRAN H.M., MANGRIO M.A. 2015. Groundwater quality and hydrogeological characteristics of Malacca state in Malaysia. Journal of Water and Land Development. No. 24 p. 11–19.
• SMOROŃ S. 2016. Quality of shallow groundwater and manure effluents in a livestock farm. Journal of Water and Land Development. No. 29 p. 59–66.
• SZABÓ GY., BESSENYEI É., HAJNAL A., CSIGE I., SZABÓ G., TÓTH CS., POSTA J., MESTER T. 2016. The use of sodium to calibrate the transport modeling of water pollution in sandy formations around an uninsulated sewage disposal site. Water Air and Soil Pollution. Vol. 227. Iss. 2 p. 1–13.
• SZŰCS P. 2014. The role of hydrogeology in the Carpathian Basin. The Publications of the MultiScience – XXVIII. microCAD International Multidisciplinary Scientific Conference. ISBN 978-963-358-051-6 pp. 8.
• SZŰCS P., KOMPÁR L., PALCSU L., DEÁK J. 2015. Estimation of the groundwater replenishment change at a hungarian recharge area. Carpathian Journal of Earth and Environmental Sciences. Vol. 10. No. 4 p. 227–236.
• TAKÁCS J. 2013. Kommunális szennyvizek tápanyagtartalmának csökkentési lehetősége [Possibilities for reducing the nutrient content of domestic wastewaters]. [online]. hulladékOnline electronikus folyóirat. 4(1). [Access 02.12.2016]. Available at: http: http://epa.oszk.hu/02000/02099/00005/pdf/EPA02099_hulladek_online_2013_1_09.pdf
• ZAMARIN J.A. 1928. Raschet dvizheniya gruntovykh vod [Calculation of ground-water flow]. Trudy I.V.H. Tashkent.