Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ocena rozkładu specjacji i wartości wskaźników nasycenia w wodach zawartych w utworach mokradłowych na podstawie modelowania geochemicznego

Jóźwiak Krzysztof

Gospodarka Wodna

|

2022

|

Nr 11

13--19

PL

Model geochemiczny jest odwzorowaniem matematycznym zawierającym różnorodne dane (m.in. chemiczne, mineralogiczne, termodynamiczne) stworzonym w celu uproszczonego opisu procesów zachodzących w środowisku. Przy badaniu procesów hydrogeochemicznych pierwszym etapem prac jest stworzenie hipotezy kształtowania się składu chemicznego wód (tzw. model koncepcyjny). Na bazie zweryfikowanego modelu koncepcyjnego można przystąpić do drugiego etapu - modelowania geochemicznego. W pracy wykonano modele należące do dwóch głównych typów modeli geochemicznych - modele specjacyjno-rozpuszczalnościowe oraz modele odwrotne. Wykonane modele odwrotne pozwoliły na jakościowy i ilościowy opis procesów zachodzących w badanych środowiskach. W obliczeniach założono zachodzenie reakcji: rozpuszczania/wytrącania, wymiany jonowej, utleniania i redukcji, tworzenia i rozkładu faz gazowych, parowania terenowego, efekty zmian temperatury i mieszania się wód. Jakościowe kierunki zachodzenia procesów rozpuszczania i wytrącania określono pośrednio na podstawie wskaźników nasycenia (SI) uzyskanych na drodze modelowania specjacyjno-rozpuszczalnościowego. Przyjęto założenie, że zmienność mineralogiczna występująca w badanych pasach bagiennych jest niewielka, więc dopływające wody powinny mieć analogiczny skład jak wody obserwowane, a ich chemizm kształtowany powinien być przez te same czynniki i procesy. W pracy przedstawiono wyniki rozkładu specjacji w wodach pochodzących z gleb murszowatych właściwych, murszowatych murszastych oraz mineralno-murszowych. Analizie poddano zawartość węgla, siarki, chlorków, azotu nieorganicznego, fosforu, fluoru, sodu, potasu, magnezu, wapnia i żelaza. Przeanalizowano również możliwość rozpuszczania szkieletu skalnego przez wody obecne w poszczególnych typach gleb za pomocą wskaźnika nasycenia (SI).

EN

A geochemical model is a mathematical representation containing different data (including chemical, mineralogical, thermodynamical data) created as a simplified description of processes taking place in the environment. While examining hydro-geochemical processes, the first stage is devoted to forming a hypothesis of how the chemical composition of water is shaped (the so-called conceptual model). Based on a verified conceptual model, geochemical modelling is the next stage. The article contains models belonging to two main groups of geochemical models - speciation-dissolution models and inverse models. The completed inverse models allowed for a quantitative and qualitative description of the processes taking place in the examined environments. Calculations assumed the reactions of: dissolving/precipitation, ion exchange, oxidation and reduction, creation and decomposition of gas phases, evapotranspitation, temperature variations and water exchange effects. The qualitative directions of the dissolution and precipitation processes were determined indirectly based on the saturation indices (SI) obtained by speciation-dissolution mathematical modelling. The author assumed that the mineralogical variability in the examined marshy strips is low, therefore the inflowing water should have the same composition as the observed water and its chemistry should be shaped by the same factors and processes. The article presents the results of the speciation distribution in water originating from proper muck, muckuous and mineral-muck soils. The analysis includes also contents of carbon, sulphur, chlorides, non-organic nitrogen, phosphorus, fluorine, sodium, potassium, magnesium, calcium and iron. It also verifies the possibility of the rocky frame being dissolved by water present in different soil types using the saturation index (SI).

2

Modelowanie potencjalnych efektów geochemicznych zastosowania technologii horyzontalnych barier krzemianowych

Labus K., Cicha-Szot R., Falkowicz S., Madetko N.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2018

|

nr 471, Hydrogeologia, z. 15

81--88

PL

Technologia Horyzontalnych Barier Krzemianowych (THBK) może być uważana za jedną z metod ochrony wód gruntowych przed dopływem zanieczyszczeń. Do zidentyfikowania potencjalnych efektów geochemicznych użycia THBK w piaszczystych warstwach wodonośnych wykorzystano modelowanie geochemiczne: równowagowe, dróg reakcji i transportu reaktywnego. W artykule omówiono symulację rozprzestrzeniania się cieczy zabiegowej, zatłaczanej do warstwy piaszczystej o założonej miąższości 0,5 m. Symulacja nie bierze pod uwagę oddziaływania cieczy zabiegowej na głębsze strefy warstwy wodonośnej.

EN

The Technology of Horizontal Silicate Barriers (THSB) can be considered as a way of protecting groundwater against the inflow of pollutants. To identify potential geochemical effects of THSB technology in sandy aquifers, geochemical modelling (equilibrium, reaction path and reactive transport) was used. The paper discusses the simulation of the migration of working fluid injected into a sandy layer with the assumed thickness of 0.5 m. The simulation does not take into account the fluid impact on the deeper zones of the aquifer.

3

Efekty mieszania się wód podziemnych i powierzchniowych w warunkach zrzutu wód z odwodnienia wykopu – na przykładzie Potoku Służewieckiego w Warszawie

Jóźwiak K.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2018

|

nr 471, Hydrogeologia, z. 15

61--71

PL

W artykule przedstawiono problem – często występujący w aglomeracjach – zrzutu do cieków powierzchniowych wód podziemnych powstałych na skutek odwodnienia wykopu. W przedmiotowym przypadku Potoku Służewieckiego problemem jest istotna różnica w składzie chemicznym wód powierzchniowych i podziemnych. Wody potoku są wodami bardzo zanieczyszczonymi składającymi się w znaczącym stopniu z wód opadowych wprowadzanych do potoku bezpośrednio z kolektorów kanalizacji deszczowej. Odprowadzane do cieku powierzchniowego wody podziemne są wodami o III klasie jakości (ze względu na wysoką zawartość żelaza i manganu). W celu określenia wielkości zmian składu chemicznego wód potoku po procesie mieszania, wykonano modelowanie geochemiczne. Uzyskane efekty wskazywały bezpośrednio, niezależnie od proporcji mieszania wód podziemnych i powierzchniowych, na obniżenie wartości pH potoku oraz niemal całkowite przejście wszystkich form żelaza w żelazo na trzecim stopniu utlenienia. Implikuje to pojawienie się w potoku wód zabarwionych. Dlatego też, zakładając stosowanie dodatkowych zabiegów napowietrzających, obliczono wymaganą zawartość tlenu potrzebną do całkowitego usunięcia żelaza z wód podziemnych, jeszcze przed zrzutem do wód Potoku Służewieckiego.

EN

The paper presents a typical problem for agglomeration areas, i.e. the discharge of drainage water from the excavation pit to the watercourse. In case of the Potok Służewiecki, the most important problem is a significant difference in the chemical composition of surface and groundwater. An important part of the Potok Służewiecki water originates from polluted water discharged from rainwater sewage collectors. Discharged groundwater is mostly categorized as the quality class II, but significant concentrations of Fe and Mn reduce its categorization to quality class III. In order to determine the extent of changes in the chemical composition of the Potok Służewiecki water due to water mixing process, geochemical modelling in various quantitative ratios was carried out. Obtained results show lowering of the pH and almost complete transition of all Fe speciations into the Fe3+ form, regardless of the mixing ration of ground and surface water. This implies the appearance of coloured water in the Potok Służewiecki. Therefore, assuming the use of additional aeration measures, the oxygen amount needed for complete removal of iron from groundwater before its discharge to the Potok Służewiecki was calculated. Possible impact of the Potok Służewiecki on the rock matrix before and after mixing with discharge water was also presented in the article.

4

Modelowanie hydrogeochemiczne wód termalnych eksploatowanych z trzech ujęć geotermalnych w Bańskiej Niżnej (Podhale)

Sekuła K., Tomaszewska B., Wątor K., Kmiecik E., Mika A.

Przegląd Geologiczny

|

2017

|

Vol. 65, nr 11/1

1014--1018

EN

The exploitation of thermal waters from the Triassic, Jurassic and carbonate Eocen is conducted by PEC Geothermia Podhalańska with three wells: Bańska PGP-1, Bańska PGP-3 and Bańska IG-1. The groundwater discharge rates from each well change over time, depending on the energy requirements of the heating installation. As a consequence, the proportions of water exploited by the wells and mixed in the heating system are fluctuating. This paper presents results ofphysicochemical research of water from geothermal wells, which were carried out under various operating conditions. The data were used to evaluate changes in the hydrogeochemical specificity of water exploited from individual wells and mixed in the installation. Hydrogeochemical modelling was performed with the analysis of changes of ion speciation depending on the exploitation parameters. Consideration is given to the results obtained during the summer, when the water extraction rate is lower (providing energy coverage for hot water) and in the winter, when the extraction rate is considerably higher (for heat and hot water supply). The results of the modelling allow identification of the impact of the performance parameters of the wells on the water characteristics of the system before and after geothermal heat exchangers.

5

Konstrukcja i typowe uproszczenia w modelu geochemicznym : na przykładzie programu Phreeqc

Jóźwiak K.

Przegląd Geologiczny

|

2013

|

Vol. 61, nr 1

54–-61

EN

In order to obtain the most realistic outcome in geochemical modeling, a few basic assumptions described in the article should be made. The simplified representation (description) of actual hydrogeological system (as a set of working hypotheses and assumptions which could be verified on the basis of existing data) must be a starting point in geochemical modeling. After positive verification of the conceptual model, the following stage of work as a creation of numerical algorithm (geochemical model) can be done. The current degree of recognition of the system allows its reliable representation as a series ofdata and assumptions entered into a computer program. The operating principles of the program itself should also be known to avoid treating the calculations as a typical "black box” where on the one hand the data are put in and on the other we obtain the result. An adoption of such approach generates typical errors shown in the article and causes obtaining false results.

6

Modelling of gas flow in the underground coal gasification process and its interactions with the rock environment

Janoszek T., Łączny M. J., Stańczyk K., Smoliński A., Wiatowski M.

Journal of Sustainable Mining

|

2013

|

Vol. 12, iss. 2

8--20

EN

The main goal of this study was the analysis of gas flow in the underground coal gasification process and interactions with the surrounding rock mass. The article is a discussion of the assumptions for the geometric model and for the numerical method for its solution as well as assumptions for modelling the geochemical model of the interaction between gas-rock-water, in terms of equilibrium calculations, chemical and gas flow modelling in porous mediums. Ansys-Fluent software was used to describe the underground coal gasification process (UCG). The numerical solution was compared with experimental data. The PHREEQC program was used to describe the chemical reaction between the gaseous products of the UCG process and the rock strata in the presence of reservoir waters.

PL

W niniejszym artykule dokonano analizy badanego zjawiska pod kątem zrozumienia zagadnienia przepływu gazów i ich interakcji z warstwą mineralną w oparciu o dostępne narzędzia informatyczne oraz wyniki eksperymentów. Zakres pracy obejmuje opracowanie modelu geometrycznego i założeń do modelu numerycznego georeaktora oraz zdefiniowanie układu trójfazowego gaz – skała – płyn w aspekcie obliczeń równowagowych, chemicznych oraz możliwości modelowania przepływu gazów w ośrodku porowatym. W prezentowanej pracy pakiet Ansys-Fluent został zaadaptowany do modelowania przepływu gazów i procesu podziemnego zgazowania węgla (PZW). Przeprowadzone symulacje oraz weryfikacje uzyskanych wyników odniesiono do dostępnych danych eksperymentalnych. Program PHREEQC został wykorzystany do analizy interakcji zachodzących między gazowymi produktami podziemnego zgazowania węgla a środowiskiem skalnym.

7

Sezonowość zmian składu kompleksu wymiennego kationów i jego wpływ na wyniki modelowania odwrotnego

Jóźwiak K., Solovey T.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2013

|

nr 456 Hydrogeologia z. 14/1

243--248

PL

Wymiana jonowa jest zaliczana do podstawowych procesów kształtujących skład chemiczny wód podziemnych. W praktyce ilościowym jej wymiarem jest pojemność wymiany kationów (PWK), która może służyć jako podstawa do obliczania liczby miejsc jonowymiennych przy modelowaniu odwrotnym. W pracy zaprezentowano wyniki oznaczeń kompleksu wymiennego kationów na obszarze pojedynczej wydmy w Kampinoskim Parku Narodowym. Wyniki oznaczeń posłużyły jako podstawa do wykonania modeli odwrotnych w obrębie strefy aeracji i wpływu na te modele oznaczonych statystycznie i empirycznie wartości PWK.

EN

Ion exchange is considered to be a fundamental process that form the chemical composition of groundwater. In practice, its quantitative aspect is the cation exchange capacity (PWK), which can be used as a basis for calculating the amount of ion exchange sites for reverse modeling. The results of the cation exchange complex determination in a single dune located in the Kampinos National Park were presented in this paper. These results were used as a basis for the implementation of the inverse models within the vadose zone as well as assessment of the impact of statistically and empirically evaluated values of the cation exchange capacity on these models.

8

„Na dole bez zmian”, czyli o konieczności podjęcia multidyscyplinarnych badań interakcji w systemie ciecze szczelinujące – łupki gazonośne – wody podziemne

Dobrzyński D., Wolicka D., Poszytek A., Borkowski A.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2013

|

nr 456 Hydrogeologia z. 14/1

113--118

PL

Po raz pierwszy w Polsce, przeprowadzono multidyscyplinarne badania cieczy szczelinujących i cieczy po szczelinowaniu hydraulicznym (cieczy zwrotnej) w celu oceny ich potencjału mikrobiologicznego oraz opisu interakcji ze skałami łupkowymi i wodami podziemnymi. W cieczy zwrotnej stwierdzono liczne mikroorganizmy tlenowe i beztlenowe mogące modyfikować jej skład i właściwości fizyczno-chemiczne. Wyniki wskazują, że podczas zabiegu szczelinowania ciecz szczelinująca szybko zmienia swój skład (wzrasta stężenie większości składników), co inicjuje różnorodne procesy geochemiczne, biogeochemiczne, minerałotwórcze. Zmieniający się skład cieczy wpływa na trwałość istniejących i tworzenie się nowych minerałów. Przedstawione wyniki badań mają między innymi znaczenie dla oceny żywotności otworów eksploatacyjnych i efektywności wydobycia gazu oraz oceny bezpieczeństwa wyżejległych poziomów wodonośnych.

EN

The first in Poland, multidisciplinary research on fracturing and flow-back fluids were carried out to the purpose of characterization of their microbiological potential and understanding interactions with shale rock and groundwater. Flow-back fluids contain abundant aerobic and anaerobic microorganisms, which can modify their properties and chemical composition. Results show that during and after hydraulic fracturing fluids quickly change their chemistry (increase of most solutes), what initiate various geochemical, biogeochemical, and mineralogical processes. The changing chemistry of fracturing fluids affects the stability of present minerals and the formation of new ones. Presented research are also important in terms of the gas borehole lifespan and the recovery of gas resource, and the safety assessment for overlying aquifers.

9

Chemizm wód podziemnych w dolnopermskich skałach wulkanicznych masywu Dzikowca i Lesistej Wielkiej (Góry Kamienne, Sudety) w świetle wyników modelowania geochemicznego

Kostka A.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2013

|

nr 456 Hydrogeologia z. 14/1

305--312

PL

Celem pracy było dokonanie ilościowej oceny procesów kształtujących skład chemiczny wód podziemnych, drenujących dolnopermskie skały wulkaniczne depresji śródsudeckiej, na podstawie wyników modelowania geochemicznego. Do oceny trwałości składników ośrodka skalnego wykorzystano modelowanie specjacyjne. Wykorzystując modelowanie odwrotne bilansu masy podjęto próbę określenia procesów hydrogeochemicznych odpowiedzialnych za kształtowanie składu wód, wykonując modele pomiędzy opadem atmosferycznym a wodami źródeł drenującymi trachyandezyty i tufy ryolitowe. Rozwiązania uzyskane w modelu pomiędzy opadem atmosferycznym a wodami drenującymi tufy ryolitowe porównano z innym modelem, wykonanym dla wód drenujących te same skały.

EN

The groundwater draining the Lower Permian volcanic rocks in the region of Dzikowiec and Lesista Wielka massif, was the subject of hydrochemical research. The aim of this study was quantitative assessment of processes controlling the chemical composition of groundwater, based on the results of geochemical modelling. Speciation modelling was used to assess stability of mineral phases. Modelling between precipitation and groundwater from springs was performed to define the processes responsible for groundwater chemistry in the weathered zone in trachyandesites and rhyolitic tuffs. Geochemical models found between precipitation and groundwater from rhyolitic tuffs were compared with another model for the same rocks.

10

Wyniki modelowania geochemicznego wód podziemnych serii gipsonośnej triasu gór Deshat Korabi

Jóźwiak K., Andrejczuk V., Różkowski J.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2012

|

nr 451 Hydrogeologia z. 13

107--113

PL

Badaniami hydrochemicznymi i modelowaniem geochemicznym objęto wody podziemne drenujące serię gipsów triasu w masywie Deshat Korabi (pogranicze Macedonii i Albanii), zbudowanym ze skał mezozoicznych. Badano wody źródeł termalnych w Dibra o typie hydrochemicznym wielojonowym, reprezentujące głębszy pośredni system krążenia oraz wody źródeł w Peshkopi typu SO4–Ca, reprezentujące lokalny system krążenia. Celem modelowania było rozpoznanie możliwości wytrącania się gipsu i kalcytu w strefach drenażu wód w opisywanych systemach krążenia wód podziemnych. W ramach modelowania specjacyjnego przeanalizowano różnice w rozkładzie specjacji i wartościach wskaźnika SI w lokalnym i pośrednim systemie krążenia wód podziemnych, w obszarze występowania krasu gipsowego. Wykonano modele – odwrotny i wprost, w celu jakościowej oceny procesów kształtujących skład chemiczny wód w lokalnym systemie krążenia.

EN

The groundwater draining the Triassic gypsum series in the Deshat Korabi massif (at the border between Macedonia and Albania), composed of Mesozoic rocks, was subjected to hydrochemical research and geochemical modelling. The study focused on the waters of thermal springs in Dibra, which represent a multi-ion type and a deeper transitional flow system, and the waters of springs in Peshkopi, representing a SO4–Ca type and a local flow system. The purpose of the modelling was to determine the possibility of precipitation of gypsum and calcite in the waters of the groundwater flow systems in drainage areas. The differences in the distribution of speciations and SI index values in local and transitional flow systems were analysed by speciation modelling in the area of gypsum karst occurrence. For the qualitative evaluation of the processes affecting the chemical composition of local waters of the flow system, inverse and forward models were made.

11

Identyfikacja procesów kształtujących chemizm wód podziemnych zlewni Potoku Białego (Tatry Zachodnie) z wykorzystaniem modeli geochemicznych

Szostakiewicz-Hołownia M.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2012

|

nr 451 Hydrogeologia z. 13

219--226

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań prowadzonych w zlewni potoku Białego, znajdującej się na południe od Zakopanego, w obrębie serii skał osadowych Tatr. W latach 2003–2009 na tym terenie był prowadzony monitoring właściwości fizykochemicznych oraz składu jonowego wód opadowych i podziemnych. Zebrane dane posłużyły do wykonania modeli numerycznych w programie PHREEQC z bazą danych termodynamicznych phreeq.dat. Wyniki prac modelowych umożliwiły identyfikację procesów kształtujących chemizm wód podziemnych zlewni. Chemizm wód podziemnych zlewni potoku Białego jest kształtowany głównie przez procesy zachodzące w warstwie wodonośnej. Spośród nich najistotniejsze znaczenie ma rozpuszczanie węglanów (przede wszystkim dolomitu) w obecności dwutlenku węgla. Zdecydowanie mniejsze ma rozpad glinokrzemianów, oraz rozpuszczanie gipsu i soli. Udział parowania terenowego oraz substancji wnoszonych z wodami opadowymi nie przekracza 15%.

EN

The results of research conducted in the catchment of the Biały Stream, located south of Zakopane within sedimentary series of the Tatra Mountains, were presented in this paper. The monitoring of physicochemical properties and the ionic composition of rainwater and groundwater was carried out in the years 2003–2009 in the mentioned area. The collected data were used to build numerical models in the program PHREEQC with phreeq.dat as thermodynamic database. The results of the modelling allowed the identification of processes controlling the groundwater chemistry of the polygon. The groundwater chemistry of the Biały Stream catchment was formed mainly by the processes occurring in the aquifer. The participation of evaporation and the substances brought with rainwater did not exceed 15%. Among the reactions occurring in the aquifer the most important factor was the dissolution of carbonates (mainly dolomite) in the presence of carbon dioxide. Definitely smaller was aluminosilicate dissolution and dissolution of gypsum and salt.

12

Phenomena at interface of saline aquifer and claystone caprock under conditions of CO2 storage

Labus K.

Annales Societatis Geologorum Poloniae

|

2012

|

Vol. 82, No. 3

255–-262

EN

When modelling the impact of the hydrogeochemical processes of CO2 sequestration on the contact zone of a saline sandstone aquifer and a claystone caprock in the Upper Silesian Coal Basin, small decreases in porosity were noted, visible mainly in the aquifer rocks. They were due to the degradation of kaolinite, albite and muscovite, and the recrystallization of K-feldspar and quartz. The porosity of the caprock remained almost unchanged, which was to the advantage of the integrity of the repository. In major parts of the aquifer and caprock zone, the mineral trapping of CO2 has beneficial effects, but at the interface of the aquifer and the insulating layer, in the basal part of the caprock, a release of carbon dioxide may occur temporarily, associated with the dissolution of calcite.

13

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

Jakóbczyk S., Kowalczyk A.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2011

|

nr 445 Hydrogeologia z. 12/1

217--225

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.

14

Rudy darniowe żelaza w obszarach mokradłowych – na przykładzie Kampinoskiego Parku Narodowego

Jóźwiak K.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2011

|

nr 445 Hydrogeologia z. 12/1

237--244

PL

Nagromadzenie wytrącających się w środowiskach mokradłowych form żelaza(III), powstające w warunkach przypowierzchniowych, nazywa się rudami darniowymi. Głównym czynnikiem regulującym proces wytrącania, w przypadku rud darniowych, jest pH i Eh środowiska. Równie ważnym czynnikiem jest obecność bakterii zużywających żelazo do swoich procesów życiowych. Proces powstawania rud darniowych w strefach mokradeł przebiega jednostopniowo – kiedy bezpośrednio wytrącają się z wody stabilne związki żelaza(II) i żelaza(III), lub dwustopniowo – na skutek rekrystalizacji form metastabilnych. Głównym minerałem w rudach darniowych jest getyt, często współwystępujący z ferrihydrytem. Z kolei w środowiskach redukcyjnych znaczny udział ma wiwianit i syderyt. W Kampinoskim Parku Narodowym żelazo dwuwartościowe w wodach gleb murszowatych właściwych występuje głównie jako jon Fe2+ – 70,29–79,14%. Znacznie więcej żelaza(II) występuje w wodach glebowych w profilu pod glebami murszowatymi murszastymi – powyżej 93,99% zawartości żelaza dwuwartościowego.

EN

The accumulation of the iron forms(III) precipitating in wetland environments, which is emerging in subsurface conditions is called bogs iron ore. The main factor regulating the precipitation process in the case of bogs iron ore is pH and Eh of environment. An equally important factor is the presence of bacteria that consume iron to their life processes. The process of formation of bogs iron ore in the areas of wetlands runs single-stage – when the stable compounds of iron(II) and iron(III) are precipitated directly from the water or two-stage – due to recrystallization of metastable forms. The major mineral of bogs iron ore is goethite, which often coexists with ferrihydryt. In turn, in reducing environments a vivianite and siderite have the significant contribution. In the Kampinoski National Park the bivalent forms of iron in pore water of proper muck-like soils occur as Fe2+ ion – 70.29–79.14%. Much more irons(II) in water occur under muckous soils in the profile – above 93.99% of bivalent iron content.

15

Jakość wód podziemnych i powierzchniowych w rejonie zrekultywowanego składowiska odpadów w Sokolniku (powiat miński)

Furmankowska A.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2011

|

nr 445 Hydrogeologia z. 12/1

115--125

PL

W artykule przedstawiono wyniki archiwalnych i własnych analiz chemicznych wód podziemnych i powierzchniowych z rejonu składowiska odpadów komunalnych w Sokolniku. Skład chemiczny badanych wód wskazuje na znaczne przeobrażenie środowiska wodnego na skutek dopływu zanieczyszczeń od strony składowiska, ale także, w przypadku studni kopanej, poprzez zanieczyszczenie lokalne. Analiza jakości, wykonana na podstawie obowiązujących aktów prawnych, pozwoliła określić zakres wskaźników przekraczających wartości progowe oraz stan badanych wód. Wykonane modele specjacyjne dały możliwość szczegółowego opisu potencjalnych form występowania pierwiastków w wodach oraz odniesienie się do ich szkodliwości na podstawie danych literaturowych.

EN

The article presents the results of own and archive chemical analyses of groundwater and surface water from the Sokolnik landfill area. Chemical composition of the waters points at a significant transformation of the aquatic environment due to the inflow of pollutants from the landfill, but also, in case of a digged well, by local pollution. Quality analysis conducted in accordance with appropriate regulations helped to define the scope of the indicators exceeding the threshold values, and the status of these waters. The developed geochemical models of speciation have given a detailed description of potential forms of elements in the waters and possibility to determine their harm on the basis of literature data.

16

Empiryczna ocena wiarygodności określenia denudacji chemicznej zlewni Macelowego Potoku metodą modeli numerycznych

Szostakiewicz-Hołownia M.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2011

|

nr 445 Hydrogeologia z. 12/2

685--692

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad ilościową oceną denudacji chemicznej nowatorską metodą wykorzystującą modele numeryczne oraz ocenę wiarygodności wykonanych obliczeń. Poligon doświadczalny stanowiła zlewnia Macelowego Potoku (Pieniński Pas Skałkowy). Ocenę przeprowadzono dwuetapowo: jakościowo i ilościowo. Jakościowo – określono procesy zachodzące w warstwie wodonośnej, na podstawie zmian wietrzeniowych w płytkach cienkich, wykonanych ze skał budujących poligon i umieszczonych na powierzchni terenu oraz w podłożu skalnym. Ilościowo – metodą bezpośrednią wymagającą oceny rozpuszczonej masy tabletek skalnych. Tabletki umieszczono na powierzchni terenu i w podłożu skalnym. Uzyskano zgodność wyników obliczeń denudacji chemicznej z pomiarów bezpośrednich z wynikami określonymi metodą modeli numerycznych, co potwierdza zdaniem autorki wiarygodność tej metody.

EN

The results presented in this article focus on quantitative analysis of the chemical denudation using a new approach based on numerical models and evaluation of the computed rates. Testing area was a Macelowy Potok catchment (Pieniny Klippen Belt). This evaluation has been conducted in two stages: qualitative and quantitative. Qualitative analysis evaluated processes occurring in aquifers based on the weathering studied in thin sections made of the native aquifer rock material and buried in these catchment. Quantitative analysis was based on determination of dissolved amount of the rock in the dissolved tablets that were placed both in the catchment. Observed denudation in the field rock tablets is consistent with the results of the numerical modeling, which validity of the used approach.

17

Skład chemiczny wód podziemnych węglanowego kompleksu wodonośnego triasu w rejonie ujęcia Bibiela w świetle badań modelowych

Jakóbczyk S., Kowalczyk A.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2010

|

nr 442 Hydrogeologia z. 11

79--84

PL

Ujęcie wód podziemnych Bibiela funkcjonuje od ponad 50 lat i jest jednym z największych ujęć w rejonie Górnego Śląska. Intensywna eksploatacja wód spowodowała głębokie obniżenie zwierciadła wody węglanowego kompleksu triasowego na obszarze około 350 km2. Skomplikowana budowa geologiczna w rejonie ujęcia oraz zmienne warunki hydrodynamiczne wpływają znacząco na przestrzenne i czasowe zróżnicowanie składu chemicznego wód. Celem pracy była ocena stanu rozpoznania składu chemicznego wód węglanowego kompleksu wodonośnego triasu w związku z długotrwałym obniżeniem zwierciadła wody. W tym celu przeanalizowano wyniki ponad 5000 archiwalnych analiz chemicznych wód z 22 studni ujęcia Bibiela z lat 1956–2009. Przy użyciu programu AquaChem zintegrowanego z programem Phreeqc obliczono wskaźniki nasycenia badanych wód względem kalcytu, dolomitu i gipsu

EN

The Bibiela well field is one of the biggest intakes in the Upper Silesian region, extracting groundwater from the Triassic carbonate aquifer. The paper describes groundwater chemistry based on over 5000 chemical analyses of water from 22 wells from the years of 1956–2009. Saturation conditions of water with respect to calcite, dolomite and gypsum were calculated by means of AquaChem software combined with Phreeqc. Chemical composition of considered groundwater shows spatial and temporal variability mostly due to complicated geology. Intensive groundwater exploitation caused water table lowering of about 70 m, what changed hydrogeochemical conditions and caused some processes to happen or intensify. The most probable process is calcite and dolomite dissolution but also dedolomitization due to inflow of water enriched with SO4 and Ca ions from the dissolution of gypsum.

18

Zmiany chemizmu wód w utworach krasu gipsowego na tle zmian w zagospodarowaniu terenu

Jóźwiak K., Solovey T.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2009

|

nr 436, z. 9/1

189-194

PL

Międzyrzecze Prut-Dniestr charakteryzuje się szerokim rozprzestrzenieniem gipsów mioceńskich przedkarpackiej formacji ewaporatowej. Na rym obszarze dominuje tektonika blokowa - przebieg warstwy gipsów o miąższości do 30 m jest zaburzony uskokami zrzutowymi. Zanurzanie się bloków tektonicznych, powoduje zróżnicowaną relację warstwy gipsów do głównych stref drenażu, jakimi są doliny Dniestru i Prutu. Obszar szczegółowych badań reprezentuje fragment zlewni Czarnego Potoku, zlokalizowanej w centralnej części międzyrzecza, gdzie doliny rzeczne wcinają się w warstwę gipsów i aktywnie rozwijają się procesy krasowe. Procesy te intensyfikowane są wody powierzchniowe wnikające w głąb masywu skalnego pustkami szczelinowo-krasowymi. W badaniach prowadzonych w 2008 r. zwrócono uwagę na antropogeniczne czynniki intensyfikujące procesy krasowienia- m.in. powstanie ciągu jezior w miejscu dotychczas zajmowanym przez koryto potoku.

EN

The interfluve of Dniester and Prut is characterized by the presence of Miocene gypsum of the Carpathian Foredeep evaporate formation. Gypsum strata (up to 30 m in thickness) are disturbed by thrust faults due to block tectonics in this area. Submerging of tectonic blocks causes variations in the relation between gypsum strata and main drainage zones (Dniester and Prut Valleys). The research area is situated in the Czarny Potok valley, in the middle part of the Dniester and Prut interfluve, where the river valleys cut into gypsum rocks and cause karst processes. These processes can be intensified by surface waters entering the massif through cracks and faults. Some attention has also been paid to anthropogenic processes that may influence karst processes (forming several lakes in a stream channel).

19

Skład chemiczny wód podziemnych w rejonie zatopionej kopalni piasku Kuźnica Warężyńska w świetle badań modelowych

Jakóbczyk S., Kowalczyk A.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2009

|

nr 436, z. 9/1

165-173

PL

Po prawie 40 latach eksploatacji piasków podsadzkowych kopalnia Kuźnica Warężyńska w Dąbrowie Górniczej została zatopiona i obecnie wyrobisko funkcjonuje jako zbiornik przeciwpowodziowy. Celem badań było rozpoznanie składu chemicznego wód podziemnych plejstoceńskiego poziomu wodonośnego wokół odkrywki. Wyniki przeprowadzonych analiz chemicznych wód oraz modelowania geochemicznego z wykorzystaniem programu Phreeqc wykazują przestrzenne zróżnicowanie składu chemicznego wód podziemnych w rejonie kopalni, co może być spowodowane zarówno czynnikami antropogenicznymi, jak i niejednorodnością składu geochemicznego warstwy wodonośnej. Mineralizacja badanych wód waha się od 150 do 1200 mg/l, wartości pH od 5,0 do 7,2. Zmiany warunków hydrodynamicznych (odwadnianie, a następnie zatopienie kopalni) mogły wywołać lub zintensyfikować przebieg takich procesów, jak utlenianie siarczków i materii organicznej, wytrącanie gipsu, redukcję tlenków manganu czy desorpcję niklu i kadmu.

EN

The pit Kuźnica Warężyńska (Dąbrowa Górnicza) has been a place of extracting stowing sand for nearly 40 years but now it is flooded and functions of a flood control reservoir. The aim of this study was to recognize chemical composition of groundwater of the Pleistocene aquifer around the pit. The results of chemical analyses and geochemical modelling by means of Phreeqc show spatial diversity of chemical composition of groundwater, what is mainly caused by anthropogenic activity (agriculture, municipal sewage) as well as geochemical heterogeneity of the quaternary aquifer. Groundwater around the pit is characterized by pH ranging from 5,0 to 7,2 and by total dissolved solids from 150 to 1200 mg/l. Furthermore, chemical analyses indicated increased concentration of Ni, Cd ang Mn in water. Hydrodynamic changes could initiate or intensify some hydrogeochemical processes like sulfides and organic matter oxidation, calcite dissolution and gypsum precipitation during draining the aquifer, but also Mn-oxides reduction and Ni and Cd desorption after pit flooding.

20

Geochemistry and age of groundwater in a hydrochemically diversified aquifer (Permo-Carboniferous, the Intra-Sudetic Synclinorium, SWPoland) derived from geochemical modelling and isotopic studies

Dobrzyński D.

Acta Geologica Polonica

|

2009

|

Vol. 59, no. 3

371-411

EN

Comprehensive investigations of groundwater were performed in a sedimentary aquifer of Permo-Carboniferous, Intra-Sudetic Synclinorium, in SWPoland. The investigation included aqueous chemical and isotopic composition, chemistry of mineral phases, geochemical modelling, and tritium and radiocarbon groundwater dating. Chemical diversity in the groundwater system is created by the mixing of modern fresh water and older sulphate water with higher dissolved solids. The system is treated as a system of flows of two end-member water types. Geochemical modelling is used for: (1) explaining the origin of the chemistry of both water components, (2) quantifying the groundwater mixing, (3) correcting the radiocarbon age of the groundwater for the effects of chemical water-rock interactions, and (4) calculating reaction rates. Study of stable (C, S, O, H) and unstable ([^3H], [^14]C) isotopes allowed the inverse mass balance geochemical models to be verified and specified, and the groundwater to be dated. The chemistry of the modern, tritium-bearing, fresh water is a result of dissolution of limestones, dolomites and gypsum. The mean tritium-age of this water, based on the lumped-parameter approach, varies between 10 and 200 years. The sulphate mineral water owes its chemistry to the process of dedolomitization driven by gypsum dissolution. Its radiocarbon age is about 5.9 ka BP, i.e., during theMid-Holocene Climatic Optimum. Rates of chemical reactions responsible for the formation of sulphate type water are estimated to be: dissolution of gypsum (2.85 [mi]mol/L/year) and dolomite (0.21 [mi]mol/L/year), calcite precipitation (0.20 [mi]mol/L/year), organic matter decomposition (0.08 [mi]mol/L/year).