Migracja zanieczyszczeń

Migracja zanieczyszczeń

Postępująca degradacja środowiska naturalnego powoduje zagrożenie zasobów wód podziemnych (zubożenie ich wielkości i jakości wód). Degradacja jakości wód polega na ich zanieczyszczeniu biologiczno – chemicznym, chemicznym lub fizycznym. Zmiany jakości wód podziemnych zachodzą zarówno pod wpływem czynników goegenicznych jaki i antropogenicznych. Wśród tych ostatnich bardzo niebezpieczne dal środowiska wodnego są wielkoobszarowe ogniska zanieczyszczeń związane z chemizacją rolnictwa, emisją pyłów i gazów oraz składowaniem różnego rodzaju odpadów.
Utwory strefy aeracji stanowią naturalne bariery chroniące wody podziemne przed migracja zanieczyszczeń przedostających się z powierzchni terenu do wód podziemnych, a zatem w pionowym transporcie zanieczyszczeń szczególną rolę odgrywają procesy zachodzące w obrębie tej strefy.
Włąściwości ochronne tej strefy zależą od :
- miąższości
- składu mineralnego
- właściwości fizyko – chemicznych skał i gruntów
- wielkości opadów na tym terenie
- temperatury gruntu
- wilgotności gruntu
- ilości i jakości wód infiltrujących
- rodzaju składników zanieczyszczających i interreakcji pomiędzy tymi utworami, a utworami strefy aeracji
Do oceny zachowania się substancji zanieczyszczających w czasie przepływu przez strefę aeracji służą parametry migracji zanieczyszczeń takie jak:
- prędkość migracji
- parametry przenoszenia konwekcyjnego
- dyfuzji i dyspersji hydrodynamicznej
- sorpcji
- desorpcji
- rozpadu
- biodegradacj i wyługowywaniu
Do badań terenowych i laboratoryjnych zastosowano znacznik sztuczny w postaci jonu Cl, bedący wskaźnikiem konserwatywnym. Wskaźnik konserwatywny to taki wskaźnik który nie ulega sorbcji, reprodukcji i rozpadowi. Wartość opóźnienia dla jonu Cl wynosi R=1. Zastosowanie znacznika w postaci jonu Cl pozwala na określenie rzeczywistej prędkości U pionowego przepływu wód podziemnych wraz z zanieczyszczeniami bez opóźnienia, a tym samy określenia rzeczywistego czasu pionowego przenikania zanieczyszczeń konserwatywnych.
Czas migracji określony dla znacznika konserwatywnego w postaci jonu Cl pozwala określić najwyższy stopień zagrożenia wód podziemnych (Kleczkowski 1999), ponieważ zanieczyszczenia migrujące bez opóźnienia dotrą do tej strefy bez opóźnienia. Zasadniczym celem takich badań jest ocena prędkości pionowego przepływu wody ze znacznikiem przez strefę aeracji różnego typu środowisk skalnych. Wyróżniamy trzy generalnie grupy utworów:
1. utwory spoiste – słabo i półprzepuszczalne (umownie nazywane gliniastymi)
2. utwory sypkie – dobrze przepuszczalne (umownie nazywane piaszczystymi)
3. utwory skaliste ( szczelinowate i skrasowiałe ) – o wysokim i bardzo wysokim stopniu przepuszczalności
Problemem metodycznym było zakwalifikowanie bardzo urozmaiconych genetycznie i litologicznie utworów do zaledwie trzech z wymienionych grup i ustalono arbitralnie:
do utworów piaszczystych zaliczono żwiry i piaski różnego rodzaju akumulacji rzecznej i jeziornej, eoloicznej, lodowcowej, eluwia piaszczyste...
do utworów gliniastych zaliczono gliny zwałowe, lessy, mułki, torfy, gytie, margle jezierne, iły , iłowce, mułowce
do utworów skalistych zaliczono odkryte wychodnie różnego rodzaju skał zwięzłych oraz cały obszar Karpat, Sudetów, Gór Świętokrzyckich z wyjątkiem partii dolinnych. W przypadku obszarów górskich pokrycie zwietrzeliną (gleba) jest na ogół niewielkie i nie przekraczające 1m, a strefa aeracji jest głęboka i sięga kilku i kilkunast metrów
Badania polowe
Trzeba uwzględnić tło chlorkowe które średnio waha się od 51,7 do 123,3 mg/dm3 dla glin, a dla iłów przyjmuje się wartość od 38,0do 136,0 mg/dm3.
Stężenie roztworu NaCl wynosi 30 000 mg/dm3. Następnie pobierano NNS’y w równych przedziałach czasowych z różnych interwałów głębokościowych 0,1 lub 0,2
Oznaczano wilgotność naturalną:
W =(mwn-msn) / (msn-mn)
mwn – masa naczyńka z gruntem wilgotnym
msn – masa naczyńka z gruntem suchym
mn - masa suchego naczyńka
Próbę następnie suszono w 105C rozdrabniano i dodawano wody destylowanej w stosunku 1:5, wytrząsając od 3-5 minut i odstawiono na 24 h. W klarownym roztworze oznaczano zawartośc jonu chlorkowego w skale GCl- .Następnie w oparciu o znajomość jonu chlorkowego w skale i wilgotności naturalnej obliczano stężenie Cl-
w roztworze. wg wzoru :
Cl- = GCl- / W
Cl- - stężenie jonu chlorkowego w roztworze porowym [mg/dm3]
GCl- - zawartośc chlorków w wyciągu wodnym [mg/100]
W – wilgotnoścnaturalna
Badania laboratoryjne (dla utworów piaszczystych)
Z uwzględnieniem kolumny filtracyjnej.
Polegają na określeniu czasu migracji wybranych rodzajów znaczników podawanych cyklicznie do fizycznego modelu strefy aeracji. Następnie zalano kolumnę do momentu całkowitego jej nasączenia wodą, tj. samoistnego wypływu wody z dolnej części kolumny. Po upływie pięciu dni od napełnienia kolumny – czas pozostawiony dla częściowegoodparowania wody z wierzchniej partii strefy aeracji (podobnie jak to mam miejsce w warunkach naturalnych, w okresach bezopadowych). Zastosowano dwa rodzaje znacznika. W pierwszym przypadku zastosowano fluoresceinę dla jedynie wizualnego zobrazowania procesu migracji znacznika. W wersji drugiej dodano fluoresceinę z dodatkiem barwnej pochodnej zasad amonowych – induliny, czasami nigrozyny.
Wnioski
Największe prędkości występują w początkowym okresie migracji, tj. przy małej migracji znacznika, gdzie ze względu na parowanie występuje największe przesuszanie i związana z tym duża chłonność utworów przypowierzchniowych. Ponadto wraz ze wzrostem długości przepływu, czyli głębokością, powiększają się opory hydrauliczne infiltracji spowalniające ten proces, a zatem zwiększa się czas migracji zanieczyszczeń. /pokazać wykres (stężenie Cl w wyciągach wodnych) /
Średnia roczna migracja zanieczyszczeń w utworach piaszczystych to 5,5 – 6,0 m/a
Badania laboratoryjne (dla glin i iłów)
Analogicznie...
Z tą tylko różnicą, że do kolumny filtracyjnej zatłaczano NaCl o stężeniu 30 000mg/dm3 ze stałym wydatkiem Q, to reazlizuję sie przypomocy pompy infuzyjnej. Wydatek zatłaczania Q powinien byc równy wielkości wydatku strumienia wód infiltracyjnych z powierzchni 1 m2 odniesionego oczywiście do przekroju poprzecznego badanych próbek. Wielkość wydatku strumienia wód infiltracyjnych obliczamy przy następujących założeniach:
wielkośc opadów np. H=600
współczynnik infiltracji  = 13,3% (gliny) i  =8,8% (iły)
Na wyjściu z kolumny określamy stężenie jonu Cl.
Wnioski
Średnia wartość rzeczywistej migracji jonu Cl- wynosi 0,054 cm/d w glinach, natomiast w iłach 0,0112 mg/d
Dla glin mamy duże różnice w wyznaczaniu prędkościmigracji pomiędzy metodami terenowymi, a laboratoryjnymi.!!!
Badania prędkości migracji zanieczyszczeń w strefie utworów szczelinowo – krasowych
Badania polegają głównie na badaniu składu chemicznego wody opadowej i porównaniu składu chemicznego wody ujętej w różnego rodzaju wykropleniach. Oznacza się zawartość takich składników jak: Ca, Mg, Na, K, HCO3, SO4, Cl, NO3 oraz mikroskładników: Al, B, Ba, Fe, Li, Mn, P, Sr, Zn. Mierzy sie odczyn pH i przewodność elektrolityczną
Wnioski
Prędkość przemieszczania się wody prze strefę aeracji zależy od charakteru i wielkości opadów, dlatego jest zmienna.

Więcej poradników o geologii

Cennik usług budowlanych 2024 – aktualne ceny prac budowlanych, remontowych i wykończeniowych

Cennik usług budowlanych obejmuje prace konstrukcyjne, wykończeniowe, instalacje elektryczne i hydrauliczne, prace zewnętrzne. Ceny robót budowlanych są cały czas wysokie w porównaniu z poprzednimi latami. Czynniki wpływające na ceny to m.in. utrzymująca się wysoka inflacja oraz rosnące ceny materiałów budowlanych. Z poradnika dowiesz się, jak skutecznie zaplanować budżet na budowę lub remont w 2023 roku, jak wygląda aktualny cennik prac budowlanych 2023, jakie są prognozy cenowe na najbliższy czas i jakie są ceny poszczególnych prac budowlanych. Sprawdź przed rozpoczęciem remontu lub budowy i znajdź polecanych fachowców.

20.09.2023

Strefa przemarzania gruntu a głębokość posadawiania

Wylewka anhydrytowa to cieszący się coraz większą popularnością produkt budowlany. Powodów tego jest co najmniej kilka, m.in. decydując się na to rozwiązanie, można uzyskać wytrzymałą i solidną powierzchnię, przy stosunkowo mniejszym nakładzie finansowym niż w przypadku wylewki cementowej. Należy jednak pamiętać, że jedną z ważniejszych czynności, jakie trzeba wykonać przed rozpoczęciem wylewania posadzki anhydrytowej, jest prawidłowe zastosowanie dylatacji. Wyjaśniamy, dlaczego ten etap jest tak ważny i jakie materiały nadadzą się do tego najlepiej.

04.09.2018