Ocena opóÿnienia migracji TCE w oœrodku porowatym na podstawie testów statystycznych

Podobne dokumenty
MODEL NUMERYCZNY TRANSPORTU TCE I PCE JAKO NARZÊDZIE PROJEKTOWANIA EFEKTYWNEJ REMEDIACJI WÓD PODZIEMNYCH

Szacowanie opóźnienia migracji rtęci w gruntach piaszczystych z okolic Krakowa na podstawie testów statycznych

3.2 Warunki meteorologiczne

POMIAR STRUMIENIA PRZEP YWU METOD ZWÊ KOW - KRYZA.

4. OCENA JAKOŒCI POWIETRZA W AGLOMERACJI GDAÑSKIEJ

Ochrona powierzchni ziemi polega na: 1. zapewnieniu jak najlepszej jej jakoœci, w szczególnoœci

1. Wstêp. 2. Metodyka i zakres badañ WP YW DODATKÓW MODYFIKUJ CYCH NA PODSTAWOWE W AŒCIWOŒCI ZAWIESIN Z POPIO ÓW LOTNYCH Z ELEKTROWNI X

1 FILTR. Jak usun¹æ 5 zanieczyszczeñ za pomoc¹ jednego z³o a? PROBLEMÓW Z WOD ROZWI ZUJE. NOWATORSKIE uzdatnianie wody 5 w 1

Doœwiadczalne wyznaczenie wielkoœci (objêtoœci) kropli ró nych substancji, przy u yciu ró - nych zakraplaczy.

Zagro enia fizyczne. Zagro enia termiczne. wysoka temperatura ogieñ zimno

Krótka informacja o instytucjonalnej obs³udze rynku pracy

Najwy sza jako bada laboratoryjnych. jars.pl. Harmonogram szkole

Projektowanie procesów logistycznych w systemach wytwarzania

HYDRO4Tech PROJEKTY, OPINIE, EKSPERTYZY, DOKUMENTACJE BADANIA GRUNTU, SPECJALISTYCZNE ROBOTY GEOTECHNICZNE, ODWODNIENIA

Jan Macuda*, Tadeusz Solecki* ZANIECZYSZCZENIE WÓD PODZIEMNYCH SUBSTANCJAMI WÊGLOWODOROWYMI W REJONIE RAFINERII ROPY NAFTOWEJ**

Stanis³aw Stryczek*, Andrzej Gonet*, Miros³aw Rzyczniak*, Lucyna Czekaj*

1. Wstêp... 9 Literatura... 13

Hydrogeologia z podstawami geologii

SYMULACJA STOCHASTYCZNA W ZASTOSOWANIU DO IDENTYFIKACJI FUNKCJI GÊSTOŒCI PRAWDOPODOBIEÑSTWA WYDOBYCIA

Aleksandra Lewkiewicz-Ma³ysa*, Bogumi³a Winid* INTERPRETACJA WSKA NIKÓW HYDROCHEMICZNYCH NA PRZYK ADZIE WÓD WODOROWÊGLANOWYCH ANTYKLINY IWONICKIEJ**

Przedmowa Czêœæ pierwsza. Podstawy frontalnych automatów komórkowych... 11

gdy wielomian p(x) jest podzielny bez reszty przez trójmian kwadratowy x rx q. W takim przypadku (5.10)

OZNACZANIE WAPNIA I MAGNEZU W PRÓBCE WINA METODĄ ATOMOWEJ SPEKTROMETRII ABSORPCYJNEJ Z ATOMIZACJA W PŁOMIENIU

N O W O Œ Æ Obudowa kana³owa do filtrów absolutnych H13

Jan Macuda* BADANIE JAKOŒCI WÓD PODZIEMNYCH W REJONIE SK ADOWISKA ODPADÓW ZA BIA **

Ćwiczenie: "Ruch harmoniczny i fale"

3.3.3 Py³ PM10. Tabela Py³ PM10 - stê enia œrednioroczne i œredniookresowe

Krzysztof Brudnik*, Jerzy Przyby³o*, Bogumi³a Winid** ZAWODNIENIE Z O A SOLI WIELICZKA NA PODSTAWIE STANU WYCIEKÓW KOPALNIANYCH***

Biomasa w odpadach komunalnych

Badania skuteczności działania filtrów piaskowych o przepływie pionowym z dodatkiem węgla aktywowanego w przydomowych oczyszczalniach ścieków

SEKCJA I: ZAMAWIAJĄCY SEKCJA II: PRZEDMIOT ZAMÓWIENIA. Zamieszczanie ogłoszenia: obowiązkowe. Ogłoszenie dotyczy: zamówienia publicznego.

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć

Zarządzanie projektami. wykład 1 dr inż. Agata Klaus-Rosińska

(wymiar macierzy trójk¹tnej jest równy liczbie elementów na g³ównej przek¹tnej). Z twierdzen 1 > 0. Zatem dla zale noœci

Tadeusz Solecki* WIERTNICTWO NAFTA GAZ TOM 27 ZESZYT WSTÊP

Rodzaje i metody kalkulacji

Janusz Kazimierz Krochmal* MO LIWOŒCI OCENY ZAILENIA OŒRODKÓW PIASZCZYSTO-ILASTYCH NA PODSTAWIE POMIARU K TA FAZOWEGO**

Materialy do cwiczenia:

Rys Mo liwe postacie funkcji w metodzie regula falsi

Akademia Górniczo-Hutnicza. im.stanisława Staszica w Krakowie. Katedra Mechaniki i Wibroakustyki

Spe³nienie wymagañ czasu rzeczywistego w obrêbie rodziny sterowników PLC

WYZNACZANIE PRZYSPIESZENIA ZIEMSKIEGO ZA POMOCĄ WAHADŁA REWERSYJNEGO I MATEMATYCZNEGO

DZIA 4. POWIETRZE I INNE GAZY

BADANIA WYTRZYMA OŒCI NA ŒCISKANIE PRÓBEK Z TWORZYWA ABS DRUKOWANYCH W TECHNOLOGII FDM

GEOINŻYNIERIA ŚRODOWISKA. Environmental Geoengineering

DWP. NOWOή: Dysza wentylacji po arowej

CZUJNIKI TEMPERATURY Dane techniczne

ROZDZIA XII WP YW SYSTEMÓW WYNAGRADZANIA NA KOSZTY POZYSKANIA DREWNA

ANALIZA REGRESJI IZOTERM SORPCJI JONÓW MIEDZI I KADMU NA I ACH SMEKTYTOWYCH

UCHWAŁA Nr 217 RADY MINISTRÓW. z dnia 24 grudnia 2010 r. w sprawie Krajowego planu gospodarki odpadami 2014

VRRK. Regulatory przep³ywu CAV

PROGNOZA LICZBY BEZROBOTNYCH W POLSCE W PIERWSZYM ROKU CZ ONKOSTWA W UNII EUROPEJSKIEJ

Zbigniew F¹fara*, Stanis³aw Rychlicki* WP YW W AŒCIWOŒCI GRUNTU NA MIGRACJÊ WÊGLOWODORÓW NA PODSTAWIE BADAÑ LABORATORYJNYCH**

Kazimierz Twardowski*, Ryszard Dro d ak** POŒREDNIE METODY OCENY W AŒCIWOŒCI FILTRACYJNYCH GRUNTÓW***

Zakład Produkcji Spożywczej JAMAR Szczepaniak sp.j Albertów 69, Lipie

Bogumi³a Winid*, Krzysztof Brudnik**, Jerzy Przyby³o**

Techniczne nauki М.М.Zheplinska, A.S.Bessarab Narodowy uniwersytet spożywczych technologii, Кijow STOSOWANIE PARY WODNEJ SKRAPLANIA KAWITACJI

ADSORPCJA BŁĘKITU METYLENOWEGO I JODU NA WYBRANYCH WĘGLACH AKTYWNYCH

PODATNOŒÆ NATURALNA WÓD PODZIEMNYCH NA ZANIECZYSZCZENIA W OBSZARACH ZURBANIZOWANYCH

INSTRUKCJA BHP PRZY RECZNYCH PRACACH TRANSPORTOWYCH DLA PRACOWNIKÓW KUCHENKI ODDZIAŁOWEJ.

ST SPECYFIKACJA TECHNICZNA ROBOTY GEODEZYJNE. Specyfikacje techniczne ST Roboty geodezyjne

Wyniki przeszczepiania komórek hematopoetycznych od dawcy niespokrewnionego

Dr inŝ. Krzysztof Wilmański Aqua Konsulting Kraków

OTWARTE SPOTKANIE CZŁONKÓW I SYMPATYKÓW STOWARZYSZENIA HYDROGEOLOGÓW POLSKICH

Jerzy Stopa*, Stanis³aw Rychlicki*, Pawe³ Wojnarowski*, Piotr Kosowski*

1. Szacowanie rynkowej wartoœci nieruchomoœci jako przedmiotu prawa w³asnoœci ograniczonej u ytkowaniem wieczystym

Rozprawy Naukowe i Monogra e Treatises and Monographs Eugeniusz Koda

INSPEKCJA OCHRONY ŚRODOWISKA KATALOG WYBRANYCH FIZYCZNYCH I CHEMICZNYCH WSKAŹNIKÓW ZANIECZYSZCZEŃ WÓD PODZIEMNYCH I METOD ICH OZNACZANIA

Jerzy Stopa*, Stanis³aw Rychlicki*, Piotr Kosowski* PROGNOZA EKONOMIKI PODZIEMNEGO MAGAZYNOWANIA GAZU W POLSCE

Regulator ciœnienia ssania typu KVL

tel/fax lub NIP Regon

Wymagania z zakresu ocen oddziaływania na środowisko przy realizacji i likwidacji farm wiatrowych

Powszechność nauczania języków obcych w roku szkolnym

GEOLOGIA A ZDROWIE 22 23

Wyznaczenie sprawności grzejnika elektrycznego i ciepła właściwego cieczy za pomocą kalorymetru z grzejnikiem elektrycznym

PRAWA ZACHOWANIA. Podstawowe terminy. Cia a tworz ce uk ad mechaniczny oddzia ywuj mi dzy sob i z cia ami nie nale cymi do uk adu za pomoc

ANEKS 5 Ocena poprawności analiz próbek wody

ROZPORZĄDZENIE MINISTRA ŚRODOWISKA 1) z dnia 16 grudnia 2011 r. w sprawie kwalifikacji w zakresie geologii. (Dz. U. z dnia 21 grudnia 2011 r.

Wersje zarówno przelotowe jak i k¹towe. Zabezpiecza przed przep³ywem czynnika do miejsc o najni szej temperaturze.

PROCEDURA OCENY RYZYKA ZAWODOWEGO. w Urzędzie Gminy Mściwojów

TEST dla stanowisk robotniczych sprawdzający wiedzę z zakresu bhp

EA16, EB16, EA17, EA19, EA12 TABLICOWE MIERNIKI ELEKTROMAGNETYCZNE Amperomierze i woltomierze PKWiU

Jerzy Stopa*, Piotr Such*, Stanis³aw Rychlicki* BADANIA TEORETYCZNE I LABORATORYJNE SORPCJI TRIAZYNY W OŒRODKU POROWATYM

Modu³ wyci¹gu powietrza

Zawory elektromagnetyczne typu PKVD 12 20

Seria 240 i 250 Zawory regulacyjne z si³ownikami pneumatycznymi z zespo³em gniazdo/grzyb AC-1 lub AC-2

MODELOWANIE ZA POMOCĄ MES Analiza statyczna ustrojów powierzchniowych

POPRAWKA do POLSKIEJ NORMY. PN-EN :2008/Ap2. Dotyczy PN-EN :2008 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne Część 1: Zasady ogólne

Pawe³ Wojnarowski*, Jerzy Stopa*, Stanis³aw Rychlicki* KOMPUTEROWA SYMULACJA ODDZIA YWANIA KOPALNIANYCH T OCZNI GAZU NA POWIETRZE ATMOSFERYCZNE

SPRAWOZDANIE Z REALIZACJI XXXII BADAŃ BIEGŁOŚCI I BADAŃ PORÓWNAWCZYCH HAŁASU W ŚRODOWISKU Warszawa kwiecień 2012r.

Migracja zanieczyszczeñ ropopochodnych w gruntach piaszczystych na granicy stref aeracji i saturacji

Szczegółowy opis zamówienia

SWG 150. Kratki t³umi¹ce. SMAY Sp. z o.o. / ul. Ciep³ownicza 29 / Kraków tel / fax /

PL-LS Pani Małgorzata Kidawa Błońska Marszałek Sejmu RP

12. Wyznaczenie relacji diagnostycznej oceny stanu wytrzymało ci badanych materiałów kompozytowych

BLOK PRZYGOTOWANIA SPRÊ ONEGO POWIETRZA G3/8-G1/2 SERIA NOVA trójelementowy filtr, zawór redukcyjny, smarownica

Woltamperometryczne oznaczenie paracetamolu w lekach i ściekach

SRC. Przepustnice systemu ró nicowania ciœnienia. Przeznaczenie

SPRAWOZDANIE FINANSOWE

Gospodarowanie odpadami w laboratoriach badawczych

Transkrypt:

Ocena opóÿnienia migracji TCE w oœrodku porowatym na podstawie testów statystycznych Aleksandra Kiecak 1, Ewa Kret 1, Grzegorz Malina 1 Estimation of retardation of tce migration in a porous medium using batch tests. Prz. Geol, 61: 62 66. A. Kiecak E. Kret G. Malina Abstract. Sorption is one of the most important processes responsible for contaminants migration in groundwater. The main aim of this study was to determine the retardation of TCE migration due to sorption in the Quaternary aquifer consisting mainly of medium to fine sands. Two types of the aquifer material, characterised by different grain-size distributions and similar organic matter contents were used for the batch tests. Soil samples came from a representative profile of the Nowa Dêba area the site contaminated with chlorinated ethenes. The batch experiments allowed for determining the sorption isotherms, the partition coefficients K, between liquid and solid phases and, finally, the retardation coefficients R of TCE migration in groundwater in the porous aquifer. Keywords: TCE, batch test, retardation coefficient, partition coefficient, sorption isotherm Chlorowane rozpuszczalniki, w tym trichloroetylen (TCE) nale ¹ do g³ównych zanieczyszczeñ wód podziemnych na œwiecie. Liczne ogniska zanieczyszczeñ zosta³y stwierdzone tak e w Polsce (Kiecak i in., 2011). W czwartorzêdowym zbiorniku wód podziemnych w okolicy Nowej Dêby (po³udniowowschodnia Polska) stwierdzono wystêpowanie podwy - szonych stê eñ TCE oraz tetrachloroetylenu (PCE), przekraczaj¹cych nawet ponad 100-krotnie dopuszczalne wartoœci dla wód przeznaczonych do spo ycia przez ludzi (Dz.U.2007.61.417). Substancje te by³y u ywane jako rozpuszczalniki przemys³owe w miejscowych zak³adach metalowych. Obszar Nowej Dêby charakteryzuje siê wystêpowaniem jednego poziomu wodonoœnego zwi¹zanego z osadami czwartorzêdowymi, których mi¹ szoœæ mo e przekraczaæ 30 m. Wody podziemne charakteryzuj¹ siê s³abym stanem chemicznym, co jest zwi¹zane g³ównie z wystêpowaniem podwy szonych stê eñ chlorowanych etenów. Warunki hydrogeologiczne oraz ocena stanu chemicznego zosta³y szczegó³owo przedstawione w publikacji Kret i in. (2011). Do podstawowych mechanizmów transportu TCE w wodach podziemnych nale y zaliczyæ adwekcjê i dyspersjê. G³ówny wp³yw na przemiany i szybkoœæ migracji TCE ma sorpcja i biodegradacja (Ma³ecki i in., 2006). Dlatego istotne jest okreœlenie parametrów migracji TCE w œrodowisku wodno-gruntowym, do których nale ¹ m.in.: wspó³czynnik retardacji (opóÿnienia) R, definiowany jako wielokrotnoœæ opóÿnienia migracji sk³adnika ulegaj¹cego sorpcji w stosunku do sk³adników o charakterze konserwatywnym oraz sta³a rozpadu (biodegradacji) k. Celem badañ opisanych w pracy by³o okreœlenie opóÿnienia migracji TCE ze wzglêdu na sorpcjê w wodach podziemnych czwartorzêdowego piêtra wodonoœnego, zbudowanego z piasków drobnych i œrednich. SORPCJA TCE W ŒRODOWISKU GRUNTOWO WODNYM Utwory wodonoœne maj¹ zdolnoœæ sorbowania ró - nych substancji chemicznych, w tym TCE, rozpuszczonych w wodach podziemnych. Zjawisko sorpcji powoduje zmianê stê enia substancji chemicznych zwi¹zanych z faz¹ sta³¹ i ciek³¹ w wyniku miêdzyfazowego transferu masy. Zale noœæ miêdzy stê eniem substancji w roztworze i mas¹ zasorbowan¹ w odniesieniu do masy sorbenta wyra ana jest przez wspó³czynnik (sta³¹) podzia³u K. Podzia³ zanieczyszczenia miêdzy roztworem wodnym a faz¹ sta³¹ w stanie równowagi okreœla izoterma sorpcji, maj¹ca postaæ równania matematycznego (Ma³ecki i in., 2006; Malina, 1997). Do opisu sorpcji TCE najczêœciej stosuje siê trzy modele: (1) Henry'ego, o charakterze liniowym, (2) Freudlicha, o charakterze logarytmicznym oraz (3) Langmuira, który uwzglêdnia maksymaln¹ pojemnoœæ sorpcyjn¹ (Kiecak i in., 2011). Modele te, wraz z ich opisem matematycznym, zestawiono w tabeli 1. O wyborze izotermy sorpcji decyduje dopasowanie krzywej teoretycznej do danych doœwiadczalnych, natomiast miar¹ mo e byæ wspó³czynnik dopasowania (korelacji) R 2 (Ma³ecki i in., 2006). Wspó³czynnik podzia³u w modelach sorpcji, np. w przypadku izotermy Freunlicha, okreœla rozk³ad zanieczyszczeñ miêdzy rozpatrywanymi komponentami œrodowiska gruntowo-wodnego i obejmuje sorpcjê zarówno na ziarnach mineralnych, jak i frakcji organicznej. Wyk³adnik we wzorze Freunlicha charakteryzuje rozk³ad energii dla miejsc sorpcji. Dla wartoœci wyk³adnika 1 izoterma sorpcji jest nieliniowa, a energia sorpcji maleje ze wzrostem stê enia sorbatu na powierzchni sorbenta. Gdy wartoœæ wyk³adnika jest równa 1, to izoterma sorpcji ma charakter 1 Katedra Hydrogeologii i Geologii In ynierskiej, Wydzia³ Geologii, Geofizyki i Ochrony Œrodowiska, Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanis³awa Staszica w Krakowie, al. A. Mickiewicza 30, 35-059 Kraków; akiecak@geol.agh.edu.pl. 62

Tab. 1. Wybrane modele sorpcji (Kiecak i in., 2011, zmienione) Table 1. Selected sorption models (Kiecak et al.., 2011, modified) C stê enie zanieczyszczenia pozostaj¹cego w roztworze [mg/dm 3 ];S masa zasorbowana zanieczyszczenia w odniesieniu do masy sorbenta (gruntu) [mg/kg]; S max pojemnoœæ sorpcyjna fazy sta³ej [mg/kg]; K, K d wspó³czynniki/sta³e podzia³u, wyk³adnik charakteryzuj¹cy rozk³ad energii dla miejsc sorpcji. C aqueous pollutant concentration [mg/dm 3] ;S mass of pollutant adsorbed to mass of adsorbent [mg/kg]; S max maximum sorption capacity [mg/kg]; K, K d partition coefficients, degree of isotherm's nonlinearity characterizing adsorption energy. liniowy, co oznacza jednakowy rozk³ad energii sorpcji dla wszystkich miejsc, w których zachodzi. W takim przypadku sorpcja zanieczyszczenia np. TCE mo e byæ przedstawiona jako proces podzia³u, a wspó³czynnik podzia³u jako sta³a podzia³u (Freeze & Cherry, 1979; Malina, 1996, 1999; Schwarzenbach i in., 1993; Witczak & Adamczyk, 1994). Wielkoœæ sorpcji, a co za tym idzie opóÿnienie migracji TCE w wodach podziemnych, zale y m.in. od zawartoœci materii organicznej oraz œrednicy ziaren gruntu buduj¹cego warstwê wodonoœn¹ (zawartoœci minera³ów ilastych) (Kueper i in., 2003; Malina, 2007). Dane literaturowe wskazuj¹ na ma³¹ intensywnoœæ sorpcji w piaskach drobnych i œrednich, przy czym wspó³czynnik R waha siê wed³ug ró nych autorów w granicach 1,01 1,50 (np. Benker i in., 1998; Rivett i in., 2003). Nale y jednak zwróciæ uwagê, e modele sorpcji pomijaj¹ specjacjê, ph, wspó³zawodnictwo jonów i potencja³ redox (Ma³ecki i in., 2006), dlatego te wyniki badañ statycznych nale y traktowaæ orientacyjnie. Tab. 2. Stê enia pocz¹tkowe TCE w badanym materiale warstwy wodonoœnej Table 2. Initial concentrations of TCE in the aquifer material nr 1 No. 1 nr 2 No. 2 Wartoœci stê eñ [mg/dm 3 ] Concentration 1,17 1,74 2,30 2,86 5,04 1,04 1,80 3,10 4,07 MATERIA I METODY wykorzystany do badañ statycznych (testów batch) zosta³ pobrany podczas wiercenia studni (S-2Tr) w 2009 r., zlokalizowanej w centralnej czêœci obszaru badañ. Profil tej studni jest reprezentatywny dla opisywanego obszaru. Próbki materia³u pochodz¹ce z ró nych g³êbokoœci warstwy wodonoœnej zosta³y przebadane pod wzglêdem sk³adu granulometrycznego (analiza sitowa) w Laboratorium Wydzia³owym WGGiOŒ AGH zgodnie z norm¹ PN-B-00481:1988. Okreœlono tak e zawartoœæ wêgla organicznego (total organic carbon TOC) metod¹ termiczn¹. Badanie to wykonano w Katedrze Analiz Œrodowiskowych, Kartografii i Geologii Gospodarczej WGGiOŒ, AGH. Badania przeprowadzono równolegle na dwóch wybranych materia³ach nr 1i2ró ni¹cych siê sk³adem granulometrycznym i zawartoœci¹ TOC. Eksperyment przebiega³ dwuetapowo. Celem pierwszego etapu by³o wyznaczenie czasu ustalenia warunków równowagowych, natomiast w drugim na podstawie izoterm sorpcji okreœlono wspó³czynniki/sta³e podzia³u dla wyznaczenia wartoœci R. Do butelek z ciemnego szk³a o pojemnoœci 50 ml dodano m s = 5 g (±0,1 g) niezanieczyszczonego, wysuszonego materia³u warstwy wodonoœnej z rejonu Nowej Dêby oraz modelow¹ wodê podziemn¹: woda destylowana (klasa czystoœci: 4mS) sztucznie zanieczyszczona TCE. W celu uzyskania stê eñ u ytych do badañ (tab. 2) okreœlone iloœci TCE by³y najpierw rozpuszczone w metanolu, a nastêpnie taki roztwór dodawano do wody ze wzglêdu na lepsz¹ rozpuszczalnoœæ TCE w metanolu ni w wodzie. Butelki zosta³y szczelnie zamkniête, w taki sposób, aby w uk³adzie nie by³o powietrza. Stosunek objêtoœci zanieczyszczonej wody i fazy sta³ej wynosi³ L/S = 5:1. Badania przeprowadzono w temperaturze pokojowej (ok. 22 C). Do badanych próbek dodano azydek sodu (NaN 3 ) w iloœci ok. 0,15 g/dm 3 w celu wyeliminowania mo liwej biodegradacji (biotransformacji) TCE. Butelki by³y wytrz¹sane przez 72 godziny z prêdkoœci¹ 450 obrotów na godzinê, a nastêpnie pozostawione bez dostêpu œwiat³a do ustalenia warunków równowagowych. W pierwszym etapie zadane stê enia TCE (5,04 i 4,07 mg/dm 3 ) zosta³y dobrane na podstawie rzeczywistych maksymalnych wartoœci stwierdzonych w wodach podziemnych rejonu ujêcia podczas badañ terenowych, przeprowadzonych w 2010 r. Próbki wody by³y badane na obecnoœæ TCE po 5, 14, 20, 25, 33 oraz 40 (w przypadku materia³u nr 2) dniach w celu okreœlenia czasu, po którym ustal¹ siê warunki równowagowe. Za poziom równowagi chemicznej przyjêto stan, w którym ró nica dwóch kolejnych wartoœci stê enia TCE oznaczonych w wodzie nie przekracza³a ±15%. Wielkoœæ ta jest wartoœci¹ b³êdu pomiarowego przyjêtego dla zastosowanej metodyki detekcji TCE. Stê enia pocz¹tkowe u yte w drugim etapie zestawiono w tabeli 2. Próbki wody zosta³y zbadane na obecnoœæ TCE po czasie wyznaczonym wczeœniej (tj. po osi¹gniêciu stanu równowagi), w celu: opracowania izoterm sorpcji, wyznaczenia wartoœci wspó³czynników/sta³ych podzia³u oraz opóÿnienia migracji. Badanie zawartoœci TCE w wodzie by³o przeprowadzone przez akredytowane laboratorium WESSLING 63

Tab. 3. Charakterystyka materia³u warstwy wodonoœnej Table 3. Characteristics of the aquifer materials nr 1 No. 1 nr 2 No. 2 Typ Type piasek œredni medium sand piasek drobny fine sand G³êbokoœæ [m p.p.t] Depth [m below the surface] Polska sp. z o.o. w Krakowie. Analizy by³y wykonane zgodnie z normami PN-EN ISO 10301:2002 oraz EN 1484. Zasorbowana przez materia³ warstwy wodonoœnej iloœæ TCE S zosta³a obliczona ze wzoru opartego na bilansie masy (Ma³ecki i in., 2006): S ( C0 Ceq ) V / m (1), gdzie: S stê enie równowagowe zasorbowane [mg/kg], C 0 stê enie pocz¹tkowe [mg/dm 3 ], C eq stê enie w roztworze po ustalonym stanie równowagi [mg/dm 3 ], V objêtoœæ roztworu u ytego do oznaczeñ [dm 3 ], m masa sorbenta (materia³u warstwy wodonoœnej) [g]. W celu dopasowania izotermy sorpcji zastosowano analizê regresji nieliniowej opartej na metodzie najmniejszych kwadratów, a obliczeñ dokonano w programie STATISTICA 10. Na podstawie uzyskanych wartoœci sta³ych podzia³u K d obliczono wspó³czynnik opóÿnienia R ze wzoru: (Freeze & Cherry, 1974): d R 1 n K d (2), e TOC [%] d [g/cm 3 ] gdzie: K d sta³a podzia³u dla liniowej izotermy sorpcji [dm 3 /kg], n e porowatoœæ efektywna [ ], d gêstoœæ objêtoœciowa szkieletu [kg/dm 3 ]. WYNIKI BADAÑ I DYSKUSJA n e [ ] 15,0 25,5 0,52 1,8 0,3 11,5 15,0 0,32 1,8 0,3 TOC zawartoœæ materii organicznej; d gêstoœæ objêtoœciowa szkieletu; n e porowatoœæ efektywna. TOC Total Organic Carbon; d bulk density; n e effective porosity. Charakterystyka materia³u warstwy wodonoœnej Badana warstwa wodonoœna reprezentowana jest g³ównie przez piaski œrednie i drobne, z zawartoœci¹ TOC w przedziale 0,34 0,82%. Do badañ wybrano reprezentatywne próbki z dwóch poziomów zlokalizowanych przy sp¹gu warstwy wodonoœnej: materia³ nr 1, o zawartoœci TOC = 0,52%, pochodzi z g³êbokoœci 15,0 25,5 m p.p.t., a materia³ nr 2 (TOC = 0,32%) z g³êbokoœci 11,5 15,0 m p.p.t. Gêstoœæ objêtoœciowa szkieletu gruntowego d oraz porowatoœæ efektywna n e zosta³y dobrane na podstawie danych literaturowych (Pazdro & Kozerski, 1990). Parametry materia³u warstwy wodonoœnej zestawiono w tabeli 3. Testy statyczne Czas ustalenia warunków równowagowych zawartoœci TCE w roztworze i zaadsorbowanej przez fazê sta³¹ (materia³ warstwy wodonoœnej) wynosi³ 30 dni dla materia³u nr 1 i 40 dni w przypadku materia³u nr 2. Wartoœci stê eñ TCE w wodzie oznaczone po ustaleniu warunków równowagowych (tab. 4) zosta³y zinterpretowane z wykorzystaniem trzech modeli sorpcji: liniowego, Freunlicha oraz Langumira, a wynikowe izotermy sorpcji dla obu materia³ów przedstawiono na rycinie 1. Wspó³czynniki dopasowania poszczególnych modeli (izoterm) sorpcji i odpowiadaj¹ce im wartoœci wspó³czynników/sta³ych podzia³u zestawiono w tabeli 5. W przypadku materia³u nr 1 wystarczaj¹ce dopasowanie uzyskano dla linowej izotermy sorpcji (R 2 = 0,88), natomiast dla materia³u nr 2 dopasowanie jest s³abe (R 2 = 0,21). Dla izotermy Langmuira w obu przypadkach dopasowanie mo na równie uznaæ za wystarczaj¹ce, czego potwierdzeniem s¹ wysokie wspó³czynniki korelacji (odpowiednio 0,88 i 0,74). Dla materia³u nr 2 uda³o siê tak e dopasowaæ izotermê Freunlicha (R 2 = 0,66). Ze wzglêdu na najwy szy wspó³czynnik korelacji, za ostateczny wynik dopasowania przyjêto izotermê liniow¹ (materia³ nr 1) oraz izotermê Langmuira (materia³ nr 2), dla których obliczony (wzór 2) wspó³czynnik R wynosi odpowiednio: 1,01 i 1,34, co pozwala zaklasyfikowaæ oba badane materia³y do klasy intensywnoœci sorpcji: ma³a sorpcja, wg podzia³u Osmêdy-Ernst & Witczaka (1991). Nieznacznie wiêksza wartoœæ opóÿnienia w przypadku materia³u nr 2 mo e byæ spowodowana wiêkszym udzia³em ziaren o mniejszej œrednicy w sk³adzie granulometrycznym, w stosunku do materia³u nr 1. Uzyskane wielkoœci opóÿnienia migracji TCE ze wzglêdu na sorpcjê dla badanego materia³u warstwy wodonoœnej (piasek œredni i drobny) i przy stosunkowo niewielkiej zawartoœci materii organicznej s¹ wielkoœciami podobnymi do wartoœci 1,01 1,50 opisywanych wczeœniej w literaturze (np. Benker i in., 1998; Rivett i in., 2003). Znikoma sorpcja daje niski wspó³czynnik opóÿnienia migracji TCE w stosunku do rzeczywistej prêdkoœci przep³ywu wody w warstwie wodonoœnej. W zwi¹zku z tym zagro enie zwi¹zane z rozprzestrzenianiem siê TCE w badanej warstwie wodonoœnej mo na uznaæ za du e, uwzglêdniaj¹c jako receptor zarówno ujêcie wód podziemnych jak i G³ówny Zbiornik Wód Podziemnych (GZWP 425). WNIOSKI Testy statyczne zosta³y z powodzeniem wykorzystane do badania sorpcji dla dwóch rodzajów materia³u 64

Tab. 4. Zestawienie wyników badañ sorpcji Table 4. Results of the sorption experiment C 0 [mg/dm 3 ] C [mg/dm 3 ] m s [g] S [mg/kg] 1,170 1,077 5,09 0,0007 nr 1 No. 1 1,736 1,557 5,01 0,0015 2,295 1,972 5,10 0,0026 2,860 2,310 4,97 0,0045 5,035 4,110 5,07 0,0074 1,037 0,654 5,10 0,0030 nr 2 No. 2 1,797 1,055 5,02 0,0060 3,100 1,850 5,08 0,0099 4,070 3,013 5,09 0,0084 C 0 stê enie pocz¹tkowe; C równowagowe stê enie w roztworze; m masa materia³u; S stê enie równowagowe sorbowanego sk³adnika w fazie sta³ej. C 0 initial aqueous pollutant concentration; C aqueous pollutant concentration; m s mass of material; S mass of pollutant adsorbed to mass of adsorbent. 0,008 nr 1 No 1 0,012 nr 2 No 2 0,007 0,010 0,006 0,005 0,008 S [mg/kg] 0,004 0,003 0,002 0,001 S [mg/kg] 0,006 0,004 0,002 0,000 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 3 C [mg/dm ] model liniowy Henry model model Langmuira Langmuir model 0,000 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3 C [mg/dm ] model Freunlicha Freunlich model wartoœci obserwowane observed values Ryc. 1. Izotermy sorpcji dla materia³u warstwy wodonoœnej. 1 model liniowy, 2 model Langmuira, 3 model Freunlicha, 4 wartoœci obserwowane Fig. 1. Sorption isotherms for the aquifer materials. 1 Henry model, 2 Langmuir model, 3 Freunlich model, 4 observed values Tab. 5. Wspó³czynniki dopasowania modeli izoterm sorpcji dla badanych materia³ów warstwy wodonoœnej Table 5. Fitted isotherms and correlation coefficients R 2 for the aquifer materials nr 1 No. 1 nr 2 No. 2 Henry Freunlich Langmuir R 2 K d R 2 K f R 2 CEC K l 0,88 0,0016 0,88 111,548 0,000015 0,21 0,0037 0,66 0,0056 0,5024 0,74 0,145 0,65 R 2 wspó³czynnik dopasowania; K d,k f,k l sta³e podzia³u; wspó³czynnik doposowywany do empirycznych pomiarów sorpcji; CEC pojemnoœæ sorpcyjna fazy sta³ej. R 2 correlation coefficient; K d,k f,k l partition coefficients; degree of isotherm nonlinearity characterising adsorption energy; CEC maximum sorption capacity. 65

pochodz¹cego z czwartorzêdowego piêtra wodonoœnego. Sorpcja TCE mo e byæ dla materia³u nr 1 (piaski œrednie) najlepiej opisana przy pomocy izotermy liniowej, a w przypadku materia³u nr 2 (piaski drobne) izotermy Langmuira. Wyznaczone wartoœci wspó³czynników opóÿnienia migracji TCE ze wzglêdu na sorpcjê: R = 1,01 (piaski œrednie) i 1,34 (piaski drobne) mog¹ pos³u yæ do lepszego zrozumienia migracji TCE w badanej warstwie wodonoœnej. Mog¹ zostaæ równie wykorzystane w modelowaniu numerycznym transportu mas, a tak e do oceny ryzyka i likwidacji zagro enia ujêcia wody w Nowej Dêbie oraz wód podziemnych w tym rejonie. Autorzy pragn¹ z³o yæ podziêkowania pracownikom firmy WESSLING Polska Sp. z o.o., szczególnie Pani Annie Raj, za cenne uwagi dotycz¹ce metodyki badañ oraz Paniom: Annie Kawêckiej i Sandrze Johanie Grajales Mesa za pomoc w przeprowadzeniu eksperymentu. Przedstawione w pracy badania zosta³y zrealizowane w ramach projektu badawczego finansowanego przez KBN nr N N525 349 238 oraz z zadañ badawczych s³u ¹cych rozwojowi m³odych naukowców oraz uczestników studiów doktoranckich (nr wewn. AGH 15.11.140.069). SPIS LITERATURY BENKER E., DAVIS G.B. & BARRY D.A., 1998 Estimating the retardation coefficient of trichloroethene for a sand aquifer low in sediment organic carbon a comparison of methods. J. Contam. Hydrol.: 30: 157 178. FREEZE R.A. & CHERRY J.A. 1979 Groundwater. Prentice Hall Inc., New Jersey, s. 604. KIECAK A., KRET E. & MALINA G., 2011 Zanieczyszczenie u ytkowych poziomów wód podziemnych trichloroetylenem: Charakterystyka, zagro enia, migracja i remediacja. [W:] Malina G. (red.) Rekultywacja i rewitalizacja terenów zdegradowanych. Polskie Zrzeszenie In ynierów i Techników Sanitarnych. Oddzia³ Wielkopolski, Poznañ: 53 70. KRET E., KIECAK A., MALINA G. & SZKLARCZYK T. 2011 Ocena stanu chemicznego czwartorzêdowych wód podziemnych w strefie ochronnej ujêcia Nowa Dêba. Biul. Pañstw. Inst. Geol.: 445: 329 336. KUEPER B., WEALTHALL G.P., SMITH J.W.N., LEAHARNE S.A. & LERNER D.N. 2003 An illustrated handbook of DNAPL transport and fate in the subsurface. Environment Agency, Bristol, s. 63. MALINA G. 1996 Badania sorpcji wêglowodorów ropopochodnych w gruncie piaszczystym strefy aeracji. Sta³e podzia³u dla liniowych izoterm i kinetyka sorpcji. Gosp. Sur. Miner.: 12: 507 531. MALINA G. 1999 Biowentylacja (SBV) strefy aeracji zanieczyszczonej substancjami ropopochodnymi. Monografia. Wyd. Polit. Czêstochowskiej, Czêstochowa, s. 190. MALINA G. 2007 Likwidacja zagro enia œrodowiska gruntowo-wodnego na terenach zanieczyszczonych. Monografia. Wyd. Polit. Czêstochowskiej, Czêstochowa, s. 242. MA ECKI J.J., NAWALANY M., WITCZAK S. & GRUSZCZYÑSKI T. 2006 Wyznaczanie parametrów migracji zanieczyszczeñ w oœrodku porowatym dla potrzeb badañ hydrogeologicznych i ochrony œrodowiska. Poradnik metodyczny. UW Wydzia³ Geologii, Warszawa, s. 250. OSMÊDA-ERNST E. & WITCZAK S. 1991 Parametry migracji wybranych zanieczyszczeñ w wodach podziemnych. [W:] Ochrona Wód podziemnych w Polsce. Stan i kierunki badañ. Publikacje CPBP 04.10., z. 56: 201 215. Wyd. SGGW, Warszawa. PAZDRO Z. & KOZERSKI B. 1990 Hydrogeologia ogólna. Wyd. Geol., Warszawa, s. 524. RIVETT M.O. & ALLEN-KING R.M. 2003 A controlled field experiment on groundwater contamination by a multicomponent DNAPL: dissolved-plume retardation. J. Contam. Hydrol., 66: 117 146. Rozporz¹dzenie Ministra Zdrowia z dnia 29 marca 2007 r. w sprawie jakoœci wody przeznaczonej do spo ycia przez ludzi. Dz.U. z 2007 r. Nr 61, poz. 417. SCHWARZENBACH R.P., GSCHWEND P.M. & MBODEN D. 1993 Environmental organic chemistry. John Wiley & Sons, Inc., New York, s. 681. WITCZAK S. & ADAMCZYK A. 1994 Katalog wybranych fizycznych i chemicznych wskaÿników wód podziemnych i metod ich oznaczania. Biblioteka Monitoringu Œrodowiska T.1, PIOŒ, Warszawa, s. 111. Praca wp³ynê³a do redakcji 9.07.2012 r. Po recenzji akceptowano do druku 23.11.2012 r. 66