Formowanie się składu chemicznego wód podziemnych plejstoceńskiego poziomu wodonośnego w rejonie kopalni piasku Kotlarnia

• Autorzy: Kaźmierczak J. , Kowalczyk A.

Warianty tytułu

EN

Chemical composition of groundwater in the Pleistocene aquifer in the area of Kotlarnia sand pit

• Konferencja: Modelowanie przepływu wód podziemnych = Modelling of groundwater flow : IV Ogólnopolskie Sympozjum / pod red. nauk. Romualda Szymkiewicza
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było rozpoznanie czynników i procesów kształtujących skład chemiczny wód podziemnych plejstoceńskiego poziomu wodonośnego w warunkach maksymalnego obniżenia zwierciadła wody w rejonie kopalni piasku Kotlarnia. Badania terenowe i laboratoryjne w ramach diagnostycznego monitoringu jakości wód podziemnych i powierzchniowych wykonano w listopadzie 2009 r. Procesy hydrogeochemiczne zachodzące w rozpatrywanym poziomie wodonośnym zidentyfikowano na podstawie modelowania geochemicznego, przeprowadzonego przy użyciu programu PhreeqC. Na przeważającej części obszaru badań dominują typy wód ze znacznym udziałem jonów SO4/2–, o zróżnicowanej zawartości substancji rozpuszczonych (TDS od 100,76 do 277,28 mg/l) i charakteryzujące się zmiennym odczynem, niekiedy o wartości pH 5,09. Lokalnie występują wody o wysokiej wartości TDS do 7495,71 mg/l, należące do typu Cl–Na. Wśród głównych czynników antropogenicznych wpływających na przekształcenie składu chemicznego wód podziemnych wyróżnić można infiltrację zanieczyszczonych wód Bierawki oraz długoletnie obniżanie zwierciadła wód podziemnych na skutek drenażu górniczego. W strefie aeracji o zwiększonej miąższości dochodzi do procesu utleniania pirytu z udziałem wolnego O2 i jonów NO3–. Proces ten przyczynia się do obniżenia odczynu (pH poniżej 6,0) oraz podwyższenia stężenia jonów siarczanowych w badanych wodach podziemnych. Towarzyszą mu procesy wtórne, takie jak wymiana jonowa i wytrącanie gipsu.

EN

The paper presents factors and processes determining chemical composition of groundwater from the Pleistocene aquifer in the area of Kotlarnia sand pit in the conditions of maximal lowering of water table. Diagnostic surface- and groundwater monitoring, field and laboratory research were carried out in November 2009. Hydrogeochemical processes occurring in investigated aquifer were identified on the basis of geochemical modeling performed by using PhreeqC codes. Water from a great part of the researched Pleistocene aquifer is rich in SO4/2–, characterized by diversified mineralization (TDS from 100.76 to 277.28 mg/l) and diversified pH, often lowered to the value of 5.09. Locally, there occurs highly mineralized (TDS up to 7495.71 mg/l) groundwater of Cl–Na type. One of the most important factors in fluencing changes in the chemical composition of groundwater are loosing of polluted water from the Bierawka river and longlasting lowering of the groundwater table by mining drainage. Pyrite occurring in the unsaturated zone of increased thickness is oxidized either by O2 or NO3–. Aforementioned process is responsible for both decreased pH value (below 6.0) and increased concentration of SO42– in the examined groundwater. Secondary processes connected with pyrite oxidation, such as ion exchange or gypsum precipitation, have also been recognized.

Słowa kluczowe

PL

plejstoceński poziom wodonośny; antropopresja; chemizm wód podziemnych; procesy hydrogeochemiczne

EN

anthropopressure; chemical composition of groundwater; hydrogeochemical processes; Pleistocene aquifer

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2010
• Tom: nr 442 Hydrogeologia z. 11
• Strony: 101--107
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kaźmierczak J.

• Uniwersytet Śląski, Wydział Nauk o Ziemi, ul. Będzińska 60, 41-200 Sosnowiec

autor

Kowalczyk A.

• Uniwersytet Śląski, Wydział Nauk o Ziemi, ul. Będzińska 60, 41-200 Sosnowiec

Bibliografia

• 1. CZAJKOWSKA A., 2008 - Wpływ antropopresji na jakość i stosunki wodne w zlewni rzeki Bierawki. Pol. Śląska, Gliwice.
• 2. LARSEN F., POSTMA D., 1997 - Nickel mobilization in a ground-water well field release by pyrite oxidation and desorption from manganese oxides. Environ. Sc. Technol., 31: 2589-2595.
• 3. MIOTLIŃSKI K., 2008 - Hydrogeochemical evolution in the buried valley in the Racibórz area. Praca doktorska. Arch. Wydz. Nauk o Ziemi UŚI., Sosnowiec.
• 4. PARKHUST 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. Water Resour. Invest. Rep., 99: 42-59.
• 5. POSTMA D., BOESEN C., KRISTIANSEN H., LARSEN F., 1991 - Nitrate reduction in an unconfined sandy aquifer: water chemistry, reduction processes and geochemical modeling. Water Resour. Res., 27: 2027-2045.
• 6. POTOCZNY K., MIOTLIŃSKI K., KOWALCZYK A., 2009 - Pojemność wymiany kationów osadów plejstocenu i wpływ wymiany jonowej na skład chemiczny wód podziemnych w dolinie kopalnej w rejonie Raciborza. Biul. Państw. Inst. Geol., 436: 387-395.
• 7. SZCZĘSNY J., 2005 - Studium przedprojektowe dostosowania istniejącego wyrobiska piaskowego Kotlarni na zbiornik przeciwpowodziowy. Katowice.