Właściwości wód podziemnych

Transkrypt

1 Właściwości wód podziemnych

2 Właściwości fizyczne i organoleptyczne wód podziemnych: Temperatura Przeźroczystość. Mętność, Barwa, Radoczynność, Smak, Zapach.

3 Skład chemiczny wód podziemnych zależy od rodzaju i własności skał, przez które przesącza się woda. Najczęściej w wodzie występują: aniony: Cl -, SO4-2, HCO -3, kationy: Na -, Ca +2, Mg +2 mikroelementy: Li, Ba, F, Al, Si, Cu, PB, Cr, As, śladowe: Au, Hg, pierwiastki promieniotwórcze: radon, rad, tor. Woda podziemna zawiera pewne ilości rozpuszczonych gazów: O 2,CO 2, N 2 ; jony: Na +, K +, Ca +2, Mg +2, Cl -, SO 4 2, HCO 3-, NO 3- ; rozpuszczone składniki skalne.

4 Skład chemiczny wód podziemnych Ogólna mineralizacja - wyraża się masą suchej pozostałości (masa osadu po odparowaniu wody w 105 C) do objętości próbki cieczy: S p = m s /V [mg dm-3] wody normalne Sp< 500 ultra słodkie Sp <100 [mg/dm3] słodkie Sp = ( [mg/dm3]), o podwyższonej mineralizacji Sp = ( [mg/dm3]), mineralne Sp > 1000 [mg/dm3].

5 Skład chemiczny wód podziemnych Twardość ogólna suma twardości węglanowej i niewęglanowej, twardość węglanowa przemijająca, podczas gotowania tworzy się kamień kotłowy, twardość niewęglanowa stała. Jednostką jest 1mg CaCO 3 /dm 3 wody (poprzednio 1 miligramorównoważnik [mval] jonu Ca-2 i Mg-2 w 1dm3 wody). 1mg CaCO3/dm3 wody = 0,02 mval Ca/dm3 = 0,05 n Gdy twardość wody mniejsza od 90 mg CaCO3/dm3 działa korodująco na przewody wodociągowe, gdy większa od 500 mg CaCO3/dm3, wytrąca się kamień, powodując zmniejszenie przepustowości przewodów.

6 Skład chemiczny wód podziemnych Agresywne działanie wody zależy od wartości stężenia jonów wodorowych ph [= - log(h+)]. Roztwór obojętny - ph = 7 kwaśny - ph < 7 zasadowy - ph > 7

7 Rodzaje agresywności wody w stosunku do betonu: agresywność ługująca, agresywność kwasowa, agresywność węglanowa, agresywność siarczanowa, agresywność magnezowa, agresywność amonowa.

8 Rodzaje agresywności wody w stosunku do betonu: agresywność ługująca - przesączanie się wody miękkiej przez beton, wody o niskiej twardości przemijającej węglanowej, silnie agresywnej, wg PN 80/B wody nieagresywne, gdy twardość >1,07 mval/dm3 (w techn. betonów >2,14 mval/dm3). piaskowce środkowej jury - 2 3,5 mval/dm3 wapienie górnej jury - 1,5 3,0 mval/dm3

9 agresywność kwasowa, zależy od stężenia jonów wodorowych, im mniejsza wartość ph, tym większa agresywność (bardzo silna agresywność, gdy ph < 4,5). Wartość ph wód gruntowych wynosi najczęściej [6,5 8,0], wód mających kontakt z bagnami, gdzie występują kwasy humusowe, powstające z rozkładu substancji roślinnej - ph = 4.

10 Rodzaje agresywności wody w stosunku do betonu: agresywność węglanowa gdy zawartość agresywnego CO2 jest większa od 5 mg/dm3, W wodach podziemnych znajduje się bierny i agresywny CO2, - agresywny, to ta część gazu, która nie jest potrzebna do utrzymania równowagi z występującym w wodzie anionem (HCO3-), występuje często w wodach o ph < 7,

11 agresywność siarczanowa określa się na podstawie zawartości w wodzie jonu SO-4. Powstaje on w wyniku ługowania skał siarczanowych: gipsu i anhydrytu, oraz utleniania minerałów siarczkowych, np. pirytu. Siarczany wchodzą w reakcje z CaO, tworząc gips. Powstające kryształy gipsu zwiększają objętość i powodują rozsadzanie betonu.

12 Rodzaje agresywności wody w stosunku do betonu: agresywność magnezowa spowodowana obecnością jonów Mg+2. Siarczan i chlorek Mg wchodzą w reakcje ze związkami Ca zawartymi w betonie. Powstaje Mg(OH)2, który tworzy galaretowatą masę osadzającą się w porach, powstający również gips powoduje rozsadzanie betonu.

13 agresywność amonowa określana jest zawartością jonów NH+4, które pochodzą: z rozkładu substancji organicznych, białkowych oraz ze ścieków komunalnych i przemysłowych. W reakcji z Ca znajdującym się w betonie tworzą łatwo rozpuszczalne sole wapniowe.

14 Stan bakteriologiczny wód podziemnych Wskaźnikiem zanieczyszczenia wody związkami organicznymi (na których bytują różne bakterie) jest zawartość w niej związków azotu i siarkowodoru oraz zwiększona utlenialność. Stopień zanieczyszczenia bakteriologicznego wyraża się mianem coli, które podaje ilości cm3 wody, na które przypada 1 pałeczka okrężnicy. dla ujęć zaopatrzenia indywidualnego - mc = 10, do 50 tys. mieszkańców - mc = 50, powyżej 50 tys. (w 100 cm 3 1pałeczka) - mc = 100.

15 Związki azotowe Związki azotowe występować mogą w formie: amoniaku NH3, jonów azotynowych NO2-, jonów azotanowych NO3-, głównie w wodach płytkich, do których dostają się ze źródeł powierzchniowego zanieczyszczenia. Amoniak powstaje wskutek rozkładu substancji białkowych, przy współudziale bakterii nitryfikacyjnych, a następnie utlenia się na azotyny, a te na azotany. Obecność amoniaku w wodzie płytkiej wskazuje na świeże źródło zanieczyszczenia; obecność amoniaku, azotynów i azotanów na dłuższy okres zanieczyszczeń wody.

16 Ogólne zalecenia ochrony przed korozją obiektów budowlanych Badanie właściwości agresywnych wód podziemnych i gruntowych wchodzi w zakres badań geotechnicznych, natomiast zabezpieczenie przed korozją to domena pracy projektanta budowlanego. Zabezpieczenia: izolacja przeciwwilgociowa (gdy podsiąk kapilarny), izolacja przeciwwodna (gdy woda naporowa), drenaż opaskowy (obniżenie poziomu gruntowych, wtedy możliwa lżejsza izolacja). wód

17 Ogniska (źródła) zanieczyszczeń i wpływ gospodarki na jakość wód podziemnych

18 Ogniska (źródła) zanieczyszczeń Ogniska (źródła) zanieczyszczeń geogeniczne antropogeniczne

19 antropogeniczne punktowe lokalne małopowierzchniowe liniowe pasmowe wielkopowierzchniowe, przestrzenne

20 Przenikanie zanieczyszczeń

21 Ogniska zanieczyszczeń przemysłowych Ich oddziaływanie na jakość wód zależy od: rodzaju przemysłu i wielkości produkcji, technologii produkcji, wykorzystywanych surowców (rodzaju, sposobu składowania), wytwarzanych produktów (magazynowanie, transport), wytwarzanych odpadówy (ilość, sposób gromadzenia i utylizacji).

22 Obszary lub ogniska zanieczyszczeń górniczych to strefy związane z eksploatacją i przeróbką surowców. Do zanieczyszczenia wód podziemnych może dochodzić na różnych etapach procesu eksploatacji, przeróbki i wzbogacania surowców.

23 Najważniejszymi przyczynami prowadzącymi do zanieczyszczenia wód podziemnych są: zakłócenie naturalnych warunków hydrogeochemicznych w wyniku odwadniania złóż, zrzut zanieczyszczonych wód kopalnianych do wód powierzchniowych, emisja zanieczyszczeń skumulowanych w osadach dennych zbiorników wód powierzchniowych, emisja zanieczyszczeń z hałd surowców i hałd odpadów poeksploatacyjnych, emisja zanieczyszczeń z zakładów przeróbki i wzbogacania surowców, emisja zanieczyszczeń ze składowisk odpadów poprodukcyjnych, zmiany warunków hydrodynamicznych i hydrogeochemicznych w wyniku likwidacji kopalń.

24 OGNISKA ZANIECZYSZCZEŃ ROLNICZYCH Zanieczyszczenia rolnicze mogą występować zarówno jako ogniska lokalne, jak i przestrzenne. Do najważniejszych przyczyn zanieczyszczenia wód podziemnych występujących w obszarach wiejskich należą: chemizacja rolnictwa (niewłaściwie stosowane nawozy mineralne i środki ochrony roślin) intensyfikacja hodowli, przede wszystkim nieracjonalnie prowadzona gospodarka wodno-ściekowa.

25 Ogniska rolniczych zanieczyszczeń wód podziemnych, związane z osadnictwem wiejskim są widoczne w obrębie samych wsi, gdzie w wielu studniach występują wody zanieczyszczone (często zanieczyszczone są tylko wody w studniach, a degradacja nie obejmuje całej warstwy wodonośnej). Największe zmiany jakości wód występują, gdy wieś objęta jest siecią wodociągową, lecz nie jest skanalizowana.

26 Transport zanieczyszczeń

27 OGNISKA ZANIECZYSZCZEŃ KOMUNALNYCH w formie przestrzennej w obrębie aglomeracji miejskich, lokalne ogniska zanieczyszczeń na terenach wiejskich Największym zagrożeniem dla wód podziemnych są: gromadzone na wysypiskach odpady komunalne, przemysłowe i wylewiska ścieków (nawet tzw. oczyszczonych). zanieczyszczenia komunikacyjne, włączane do ścieków miejskich odpady z drobnych zakładów rzemieślniczych i przemysłowych występujących w obrębie aglomeracji.

28 Zagrożenia jakości wód Odrębną kategorią zagrożeń jakości wód są : różnego rodzaju awarie sieci kanalizacyjnych, a także awarie komunikacyjne. Zagrożenia jakości wód podziemnych, związane ze składowaniem odpadów zależą głównie od: składu odpadów różniącego się w poszczególnych aglomeracjach również ze względu na towarzyszący drobny przemysł i rzemiosło.

29 Ogniska (źródła) lokalne, małopowierzchniowe

30