Właściwości wód podziemnych Właściwości fizyczne i

Właściwości wód
podziemnych
Właściwości fizyczne i organoleptyczne wód
podziemnych:
Temperatura
Przeźroczystość.
Mętność,
Barwa,
Radoczynność,
Smak,
Zapach.
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: O2,CO2, N2; jony: Na+, K+, Ca+2, Mg+2, Cl-,
SO4–2, HCO3-, NO3-; rozpuszczone składniki skalne.
Skład chemiczny wód
podziemnych
Ogólna mineralizacja - wyraża się masą suchej
pozostałości (masa osadu po odparowaniu wody w
105°C) do objętości próbki cieczy:
Sp = ms/V [mg dm-3]





wody normalne
ultra słodkie
słodkie
[mg/dm3]),
o podwyższonej mineralizacji
[mg/dm3]),
mineralne
Sp< 500
Sp <100 [mg/dm3]
Sp = (100 - 500
Sp = (500 –1000
Sp > 1000 [mg/dm3].
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 CaCO3/dm3 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.
Skład chemiczny wód
podziemnych

Agresywne działanie wody zależy od wartości
stężenia jonów wodorowych pH [= - log(H+)].

Roztwór obojętny
kwaśny
zasadowy


-
pH = 7
pH < 7
pH > 7
Rodzaje agresywności wody
w stosunku do betonu:






agresywność
agresywność
agresywność
agresywność
agresywność
agresywność
ługująca,
kwasowa,
węglanowa,
siarczanowa,
magnezowa,
amonowa.
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 – 01800 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


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.
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,

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.
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.

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.
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 cm3 – 1pałeczka) - mc = 100.
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.
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 wód
gruntowych, wtedy możliwa lżejsza izolacja).
Ogniska (źródła)
zanieczyszczeń
i wpływ gospodarki na jakość
wód podziemnych
Ogniska (źródła) zanieczyszczeń
Ogniska (źródła)
zanieczyszczeń
geogeniczne
antropogeniczne
antropogeniczne
punktowe
lokalne
małopowierzchniowe
liniowe
pasmowe
wielkopowierzchniowe,
przestrzenne
Przenikanie zanieczyszczeń
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).
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.
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.
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.
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.
Transport zanieczyszczeń
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.
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.
Ogniska (źródła) lokalne,
małopowierzchniowe