Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda … · Web viewU srednjem pleistocenu sedimentacija je bila pod utjecajem paleo klime i tektonskih pokreta koji su još uvijek

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU

GEOTEHNIČKI FAKULTAT

KRISTINA ZAJEC

HIDROGEOLOŠKA OBILJEŽJA

I KAKVOĆA PODZEMNIH VODA ISTOČNE SLAVONIJE

ZAVRŠNI RAD

VARAŽDIN, 2012.

Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU

GEOTEHNIČKI FAKULTAT

ZAVRŠNI RAD

HIDROGEOLOŠKA OBILJEŽJA

I KAKVOĆA PODZEMNIH VODA ISTOČNE SLAVONIJE

KANDIDAT: MENTOR:

KRISTINA ZAJEC prof. dr.sc. SANJA KAPELJ

VARAŽDIN, 2012.


Sadržaj:1. Uvod.........................................................................................................................1

2. Područje istraživanja.............................................................................................2

3. Geološka povijest i građa.......................................................................................3

4. Hidrogeološke karakteristike područja................................................................7

4.1. Vodonosni sloj Velika Kopanica....................................................................8

4.2. Vodonosni sloj Vinkovci...............................................................................10

4.3. Vodonosni sloj Nijemci.................................................................................12

4.4. Vodonosni sloj Strizivojna..............................................................................13

4.5. Hidrogeološki model za hidrogeološki sustav Istočne Slavonije................13

5. Kakvoća podzemnih voda....................................................................................14

5.1. Uzorkovanje...................................................................................................14

5.2. Metodologija provedenih laboratorijskih ispitivanja.................................16

5.3. Rezultati analiza............................................................................................17

5.4. Objašnjenje rezultata analiza.......................................................................21

6. Zaključak..............................................................................................................22

7. Popis literature:....................................................................................................24

8. Sažetak i ključne riječi:........................................................................................25


1. Uvod

U Republici Hrvatskoj se 76 % stanovništva opskrbljuje vodom iz sustava javne

vodoopskrbe. U tu svrhu godišnje se zahvati više od 374 milijuna m3 vode od čega

preko 90% otpada na podzemnu vodu. Prirodna kakvoća podzemnih voda uglavnom je

dobra, uz manje probleme na pojedinim područjima.

Na području Istočne Slavonije razvijeni vodovod imaju samo veći gradovi i

manje skupine naselja.Većina stanovništva izvan većih gradova-naselja nema

organiziranu vodoopskrbu i koristi se vlastitim zdencima i vlastitim sustavima

distribucije koji su često neredovito kontrolirani i najčešće nezadovoljavajuće kvalitete.

Razlog tome je velika disperzija potrošača i mali broj većih zaliha kvalitetne vode za

piće, zbog povećanih koncentracija željeza, mangana i arsena iz prirodnih izvora.

Drugi problem je antropogeni utjecaj na kakvoću vode ovog područja. Istočna

Slavonija je najniži dio Hrvatske. Reljefno i klimatski predstavlja područje pogodno za

poljoprivredne djelatnosti. Slavonija sadrži 45% hrvatskog poljoprivrednog zemljišta i

često se naziva „žitnica Hrvatske“. No intenzivna poljoprivreda povlači i negativne

utjecaje na okoliš, posebno na kvalitetu podzemnih voda. Kontinuirana upotreba

agrotehničkih kemijskih sredstava – mineralnih gnojiva i sredstava za zaštitu biljaka

može dovesti do povećanja koncentracija pojedinih elemenata u podzemnoj vodi, čime

ona postaje neupotrebljiva za vodoopskrbu stanovništa.

U ovom radu prikazati će se karakteristična geološka i hidrogeološka obilježja

područja istočne Slavonije i njihov utjecaj na kakvoću podzemnih voda, a time i na

problematiku vodoopskrbnog sustava ovog područja. Također, proučen je i antropogeni

utjecaj na kvalitetu vode kroz ispitivanje sadržaja teških metala u podzemnim i

površinskim vodama.

1


2. Područje istraživanja

Područje istraživanja obuhvaćeno ovim radom je istočni dio Republike Hrvatske, tj.

istočnu Slavoniju. Područje je definirano rijekama Dravom na sjeveru, djelomično

Dunavom na istoku (do grada Vukovara) i Savom na jugu. Južni dio je ujedno i granica

s Bosnom i Hercegovinom. Obuhvaćeni su i dijelovi Podravine na sjeveru i Posavine na

jugu. Veći gradovi na ovom području su: Osijek, Vukovar, Županja, Đakovo i

Vinkovci. Čitavo područje istraživanja je prikazano na slici 1.

Slika 1. Područje istraživanja

2


Reljefno gledano, područje je blago razvedeno i pretežno ravničarsko. Prevladava

umjerena kontinentalna klima. Srednje godišnje oborine su oko 650 mm, a srednje

višegodišnje temperature zraka iznose 11 do 12ºC. Površinske pokrovne naslage

predstavljaju tla visoke plodnosti (crnica, smeđe tlo i lesivirana tla) [1]. Sve to stvara

vrlo povoljne uvjete za intenzivnu poljoprivredu, stoga ne čudi što je to primarna

djelatnost ovog kraja. Na poljoprivrednim površinama uzgajaju se većinom žitarice,

industrijsko bilje, te u nešto manjoj mjeri voće i vinova loza. Stanovništvo je

koncentrirano u većim gradovima, ali ima puno manjih naselja koja su nejednoliko

smještena. Prosječna gustoća naseljenosti je 64 st./km2.

3. Geološka povijest i građa

U ovom prostoru između Save i Drave mogu se izdvojiti tri geotektonske jedinice:

istočni dio Dravske potoline na sjeveru, dio Slavonsko-srijemske potoline na jugu, a

između ove dvije potoline nalaze se Đakovačko-vinkovački i Vukovarski ravnjak (slika

2). Ravnjaci su u morfološkom i strukturno-tektonskom pogledu složene timorske

strukture, koje su od susjednih potolina odvojene sistemom dubokih rasjeda koji zadiru

u podlogu tercijarnih sedimenata [2].

Postanak rasjed vezan je uz laramijsku orogenetsku fazu, ali su najintenzivnija

tektonska gibanja bila su u tercijaru i početkom kvartara kada su se na tom području

formirale relativno debele naslage tercijara i kvartara. Taloženje ovih naslaga završava

sa kopnenom fazom u mlađem pleistocenu taloženjem lesa, riječnom erozijom i

akumulacijama. Horizontalni i vertikalni neotektonski pokreti traju sve do danas i to

najintenzivnije na rubovima ravnjaka što je potvrđeno potresima.

3


Slika 2. Prikaz geotektonskih jedinica istočne Slavonije

Naslage Slavonsko-srijemske i Dravske potoline čine uglavnom riječni klastični i

jezersko-močvarni materijal. Materijal je u Dravsku potolinu pristizao iz zapadnih, a u

Slavonsko-srijemsku potolinu iz južnih i jugozapadnih izdignutih reljefa. Kvartarne

sedimente Slavonsko-srijemske potoline čine šljunci, pijesci, pjeskoviti šljunci i siltne

gline. Naslage Đakovačko-vinkovačkog ravnjaka su eolskog porijekla, a nastale su

taloženjem eolskog materijala tijekom vremena na kopnu ili u stajaćoj vodi (Đakovački

ravnjak), na kopnu, u vodi s prijelazom na kopno i u vodi (Vinkovački ravnjak) [3].

Geološka građa čitavog područja prikazana je na slici 3.

4


Slika 3. Geološka karta[2]

5


Područje istočne Slavonije u potpunosti je prekriveno kvartarnim sedimentima.

Kvartarne naslage općenito se mogu podijeliti na donji, srednji i gornji pleistocen i

holocen. Za potrebu vodoopskrbe najvažniji sedimenti su se istaložili tijekom srednjeg i

gornjeg pleistocena.

O donjem pleistocenu ne postoji puno podataka, nema izdanaka, a starost je

dokazana pomoću nalaza fosila u nekoliko bušotina na tom području. Naslage ove

starosti se većinom sastoje od gline, mulja i malo pijeska. Kontakt ovih naslaga sa

pliocenskima (tercijar) nije točno određen, pa se ne mogu odredite debljine tih naslaga.

U srednjem pleistocenu sedimentacija je bila pod utjecajem paleo klime i tektonskih

pokreta koji su još uvijek aktivni. U paleo klimi dolazi do izmjene toplih i vlažnih

razdoblja s hladnim i jako suhim razdobljima. Tijekom toplijeg razdoblja površinske su

vode tokovima prenijele veće količine krupnozrnatog klastičnog materijala koji su

taložile u močvarama i jezerima, što je na kraju dovelo do njihova međusobnog

povezivanja. U periodu glacijala dolazi do povlačenja vode u njihova korita. Tada je

dominantnu ulogu u transportu sedimenata preuzeo vjetar, a mulj i glina su se istaložili

u preostala jezera i močvare. U južnom dijelu uz rijeku Savu pretežno je istaložen

šljunak, a na sjevernom dijelu pijesak. Glavni distributeri klastičnog materijala u

Dravsku depresiju su rijeka Drava i tokovi rastresitog materijala niz podinu planine

Krndije.

U gornjem pleistocenu se istaložio prapor, riječne paleoterase i aluvijalni pijesak.

Terase se nalaze na površini duž toka Drave između Osijeka i Sarvaša i duž Dunava od

Dalja do Vukovara. Naslage aluvijalnog pijeska se nalaze na granici sjeverozapadnog

dijela istraživanog područja. Veliki dio područja Savske depresije je pokriven s

močvarno-jezerskim naslagama iz gornjeg plaistocena.

Ovakvo taloženje je nastavljeno i u holocenu. Postoje četiri tipa holocenskih

naslaga: riječni i potočni aluviji, proluvijalni nanosi, eolski pijesak i močvarne naslage.

Riječne i potočne naslage se nalaze u kanalima Save, Drave i Dunava i u njihovim

većim protocima. Proluvijalne naslage prekrivaju južne padine brda Erdut i sjeverne

granice Đakovačko-Vinkovačkog ravnjaka. Oni su formirani površinskom erozijom

kontinentalnog prapora i akumulacijom erodiranog materijala u području dodira s

6


vodenim praporom. Proluvijalne naslage su tanke i sastoje se od mekog mulja koji

sadrži vapnenačke konkrecije.

Eolski pijesci se nalaze u okolici Valpova, na granici sjeverozapadnog dijela

istraživanog područja. Močvarne naslage su vrlo male debljine (manje od 2 metra),

prekrivaju velika područja u Brodsko-Posavskoj regiji i istočnoj Posavini. Močvarne

naslage čine humusom obogaćeni prahovi, prahovi s pijeskom i praškastih glina. Oni

predstavljaju završnu fazu taloženja u jezersko-močvarnom genetskom tipu naslaga [2].

4. Hidrogeološke karakteristike područja

Područje istočne Slavonije se nalazi u jedinici ravničarskog područja. Ipak, zbog

morfologije terena se duž pružanja Đakovačko-vinkovačkog i Vukovarskog ravnjaka

formirala površinska i podzemna razvodnica koja istraživani prostor dijeli u dva sliva:

Dravski na sjeveru i Savski na jugu (slika 2). Razina podzemne vode najviša je u

području Đakovačko-vinkovačkog i Vukovarskog ravnjaka, što znači da je tok

podzemne vode od ravnjaka prema sjeveroistoku i prema jugoistoku. Istraživanja su

pokazala da ta razvodnica nije nepropusna, pa iako su hidrauličke veze između savskog

i dravskog dijela oslabljene nisu prekinute, te se taj prostor može promatrati kao jedan

hidraulički sustav sa zonama različitih transmisivnosti.

Hidrogeološkim istraživanjima obuhvaćene su kvartarne naslage koje sadrže vodu

pogodnu za vodoopskrbu, a zaliježu do dubine od 200 metara. Napajanje vodonosnika

odvija se uglavnom iz padalina po čitavom području istraživanja. Ipak, dok se

infiltracija iz rijeke Drave može zanemariti, rijeka Sava ima značajan utjecaj na

podzemne vode unutar Savske potoline. Naime, za vrijeme velikih voda Sava napaja

podzemlje, a u uvjetima malih voda drenira vodonosnik. Na području ravnjaka

infiltracija oborina je značajna zbog dobro propusnih površinskih naslaga.

Također je ustanovljen prostorni raspored naslaga, odnosno da su šljunkovite

naslage pretežno vezane za područje uz Savu i ušća njenih pritoka. S udaljavanjem od

7


Save u pravcu sjevera i sjeveroistoka postoji tendencija smanjenja veličina zrna. Slojevi

se uzdižu na veću nadmorsku visinu, smanjuje se dubina zalijeganja i debljina slojeva.

Unutar prve hidrogeološke zone (do 200 m) koja se sastoji od kvartarnih naslaga

nalaze se četiri značajna vodonosna horizonata:

Vodonosni sloj Velika Kopanica

Vodonosni sloj Vinkovci

Vodonosni sloj Nijemci

Vodonosni sloj Strizivojna [3]

4.1. Vodonosni sloj Velika Kopanica

Vodonosni sloj Velika Kopanica prostire se uz rijeku Savu do sjeverne linije

Strizivojna-Andrijaševci, a to je ujedno i prvi vodonosni sloj. Za ovaj vodonosni sloj

značajna je kontinuiranost na velikom prostoru, ali također i nehomogenost s čestim

promjenama litološkog sastava u vertikalnom i bočnom smjeru (slika 4).

Debljine je otprilike 70 metara, pretežno je šljunkovit s tanjim proslojcima i

lećama glina. U središnjem dijelu prostiranja (Sredanci-Kruševica-V.Kopanica),

šljunčano-pjeskovite naslage su ujednačenog granulometrijskog sastava. Krovinu tvore

prašinasto-pjeskoviti i glinoviti materijali. Promatranjem sastava i debljine krovine

može se vidjeti donekle pravilan slijed taloženja. Neposredno iznad vodonosnog sloja

su prašinasto-glinoviti ili pjeskovito-prašinasti materijali, a prema sredini krovine je

pretežno glinovito-prašinasta, dalje prema površini prelazi u glinoviti prah (močvarni

prapor). Unutar krovine česte su leće gline, ali i tanji proslojci čistog pijeska. Debljina

krovine je neujednačena, manja je uz Savu (do10 metara), a veća prema sjeveru. Između

St.Perkovaca i Vrpolja poprima vrijednost oko 40 metara. Krovina vodonosnog sloja

koja je po građi nehomogena, a po prostiranju je nepravilna ima veliki utjecaj na

procjeđivanje površinskih voda. Kroz deblji sloj pokrova male propusnosti prolaz vode

je težak, pa se sloj tijekom ispitivanja ponaša kao zatvoren do poluzatvoren na

sjevernim dijelovima prostiranja. Podinu tvore relativno kontinuirani glinoviti,

prašinasto-pjeskoviti i ponegdje pjeskoviti slojevi. Debljina podine se mijenja između 5

i 25 metara.

8


Zbog relativno tankog pokrovnog sloja neposredno uz Savu postoji mogućnost

direktnog procjeđivanja oborinske vode u sloju. Ondje je sloj i u hidrauličkoj vezi sa

Savom. Prema sjeveru debljina glinovito prašinastog pokrovnog sloja raste tako da se u

periodu pokusnog crpljenja u tom dijelu područja prvi vodonosni sloj ponaša kao

zatvoreni i poluzatvoreni. Hidrogeološki parametri koji su izračunati na temelju

rezultata pokusnog crpljenja kod Velike Kopanice iznose: koeficijent transmisivnosti

T=6670 m2/dan, koeficijent vodopropusnosti k=66,87 m/dan, faktor procjeđivanja

B=1280 m, koeficijent uskladištenja S=10*10-3, a koeficijent vertikalne filtracije je

k 'm'

+ k ''m ''

=4 ,52∗10−3 dan−1[3].

Prihranjivanje ovog vodonosnog sloja vrši se dijelom infiltracijom površinskih

voda, a većim dijelomiz Save, koja je svoje korito usjekla u vodonosni sloj na većem

dijelu njegovog prostiranja, osim nizvodno od Županje. Prema stanju hidroizohipsi

utvrđeno je da vodonosni sloj drenira zaleđe samo u krajnjem sjevernom području

prostiranja. Kod visokih voda Save osjeća se znatan utjecaj prihranjivanja, uz promjene

smjerova tečenja podzemne vode od Save u zaleđe, do udaljenosti oko 5 km u dijelu

područja od V. Kopanicedo Babine Grede.

Osobitosti ovog vodonosnog sloja ukazuju na veliki potencijal za ostvarivanje

cjelovite vodoopskrbe područja istočne Slavonije.[4]

9


Slika4.Vodonosni sloj Velika Kopanica[4]

4.2. Vodonosni sloj Vinkovci

Drugi vodonosni sloj koji se prostire cijelim područjem istočne Slavonije je

vodonosni sloj Vinkovci (slika 5). To je ujedno i prvi razvijeni vodonosni sloj na

cijelom promatranom području. On je izgrađen od srednjezrnatog do sitnozrnatog

pijeska s mjestimičnim prelazom u krupnozrnate i prašinaste pijeske. Ističe se lokalnim

pojavama šljunka i pijeska na jug i zapadu rubne zone. Od Save pa prema sjeveru i

sjeveroistoku sloj se uzdiže na veću nadmorsku visinu, a time se smanjuje njegova

ukupna debljina. Na području Vinkovaca sloj se nalazi na debljini od 30-60 metara.

Interpretacijom rezultata pokusnog crpljenja i matematičkim modeliranjem dobivene su

sljedeće vrijednosti hidrauličkih parametara: koeficijent transmisivnosti T=353 m2/dan,

koeficijent vodopropusnosti k=20,3 m/dan, faktor procjeđivanja B=2377 m, koeficijent

uskladištenja S=3,91*10-4 i koeficijent vertikalne filtracije je

k 'm'

+ k ''m ''

=6 ,25∗10−5dan−1

.

Vodonosni sloj Vinkovci po tipu spada u zatvorene ili poluzatvorene. Krovinu

sloja čine glinovitoprašinasti slojevi s lećama pijesaka, a u gornjem dijelu prevladava

praporni prah s lećama i proslojcima pijeska i gline, a u donjem dijelu prašinasta glina i

prah. Podinu sloja Vinkovci izgrađuju pjeskovite gline s lećama i proslojcima pijeska.

Na đakovačkom crpilištu Trslana ustanovljen je vodonosno sloj Vinkovci na dubini od

40-50 metara i najvjerojatnije je hidraulički zatvorenog tipa s koeficijentom

transmisivnosti T=233 m2/dan, koeficijentom vodopropusnosti k=16,0 m/dan, faktor

procjeđivanja B=2400 m, koeficijentom uskladištenja S=2,7*10-5 i koeficijentom

vertikalne filtracije

k 'm'

+ k ''m ''

=4,7∗10−5dan−1

.

Na tom sjevernom dijelu područja prvi vodonosni horizont je sloj Vinkovci za

koji se pretpostavlja da se obnavlja oborinskom vodom kroz polupropusnu krovinu. U

južnom dijelu uz rijeku Savu međusobno se teško razlikuju prvi i drugi vodonosni sloj i

10


vjerojatno predstavljaju jednu hidrauličku cjelinu, a to izuzetno pogoduje prihranjivanju

drugog vodonosnog sloja Vinkovci.

Slika 5. Vodonosni sloj Vinkovci[4]

4.3. Vodonosni sloj Nijemci

Treći vodonosni sloj se naziva Nijemci i po prostiranju slijedi sloj Vinkovci (slika

6). Osnovna karakteristika ovog sloja u odnosu na sloj Vinkovci je njegova veća

debljina, ali i nešto slabija kvaliteta. Uglavnom je izgrađen od sitnozrnatih pijesaka

često prašinastih s proslojcima i lećama glinovito prašinastih materijala. Uočene su i

lokalne pojave šljunaka u istočnom i jugoistočnom dijelu područja. Kod Vinkovaca

treći vodonosni sloj Nijemci se nalazi na dubini od 80 metara, a debljine je 10-20

metara. Na području Đakova treći vodonosni sloj je također na dubini od 80 metara i

slične je debljine kao u Vinkovcima. Podinu ovog trećeg sloja čine u nepravilnoj

izmjeni gline, prah i nešto malo pijeska. Vrijednosti hidrauličkih parametara su

slijedeće: koeficijent transmisivnosti T=52-413 m2/dan , koeficijent vodopropusnosti

k=5-30 m/dan, koeficijent uskladištenja S=1,9*10-4 -4,4*10-3

11


Slika 6. Vodonosni sloj Nijemci[4]

4.4. Vodonosni sloj Strizivojna

Četvrti vodonosni sloj Strizivojna se također rasprostire po cijelom području

istočne Slavonije. Na užem području Vinkovaca dubina zalijeganja mu je na 120

metara, a slično je i u Đakovu. Sloj se sastoji od pijesaka koji su često prašinasti i

zaglinjeni. Krovina i podina je uglavnom od glinovitoprašinastih materijala koji na ovoj

dubini imaju često laporovite komponente, a česte su i pojave konkrecija.

Hidrogeološke karakteristike sloja nisu ispitivane pokusnim crpljenjem pošto u njemu

nije izveden niti jedan zdenac.

Za vodoopskrbu su zanimljiva prva tri vodonosna sloja zbog mogućnosti njihovog

obnavljanja infiltracijom oborina i pretpostavljenim međuslojnim procjeđivanjem.[3]

12


4.5. Hidrogeološki model za hidrogeološki sustav Istočne

Slavonije

Ovaj model se koristi za rješavanje nekih hidrogeoloških i hidrauličkih

nepoznanica, a kao rezultat je dobivena donekle izmijenjena slika hidrogeološke građe

prve hidrogeološke zone na području Istočne Slavonije. Za hidrogeološki model je

korišteno područje drugog vodonosnog sloja Vinkovci. Prije izrade modela potrebno je

poznavati njegovu hidrogeološku građu koja je opisana u gornjem tekstu. Kao ulazni

parametri su se koristili razina podzemne vode, transmisivnost, koeficijent uskladištenja

i ukupna količina crpljenja.

Iz ukupnog modela je zaključeno da na području istočne Slavonije unutar prve

hidrogeološke zone postoji vrlo jaka hidraulička veza u području Save. Sjeverno od

Save dolazi do parcijalnog slabljenja i/ili prekida takve veze, a to je uzrokovano

nehomogenošću vodonosnih slojeva. To slabljenje veza može ići do te mjere da se

pojedini dijelovi hidrogeološke zone mogu tretirati kao samostalni slivovi (područje

podzemnog sliva Đakova). U pojedinim dijelovima sjeverne granice postoji jasna

hidraulička veza između Savskog i Dravskog dijela prve hidrogeološke zone (područje

sjeverno od Vinkovaca). Hidraulička veza istočnog i zapadnog dijela iste zone u

savskom dijelu sliva na području Županjske strukturne grede vrlo je slaba ili prekinuta.

U područjima pokrivenim kontinentalnim praporom postoji infiltracija padalina koje

utječu na rezerve najplićeg vodonosnog sloja.

Ovaj model je primjer kako se može modeliranje iskoristiti u hidrologiji za

rješavanje hidrogeoloških prilika u sustavu i njegove nepoznanice. Mora se poštovati

uvjet da se modeliranje provodi postupnim mijenjanjem i testiranjem pojedinih

pretpostavki bez forsiranja i pokušaja dokazivanja jedne od njih [5].

13


5. Kakvoća podzemnih voda

Za određivanje kvalitativnog stanja vode na području Istočne Slavonije uzorkovana

je podzemna i površinska voda na vodocrpilištima Kanovci i Sopot u Vinkovcima i

Trslana u Đakovu. Zajednička karakteristika ovih vodocrpilišta je što su smješteni

unutar prostora poljoprivrednog zemljišta ili u neposrednoj blizini. Na tim se prostorima

već dugo kontinuirano koriste mineralna gnojiva i različite vrste pesticida.

Kako se već dugo vremena smatra da upotreba mineralnih gnojiva i kemijskih

sredstava ima negativan utjecaj na kakvoću podzemne vode na ovom području

pristupilo se sustavnom istraživanju kojim bi se to i dokazalo. Uzorkovanjem podzemne

vode s različitih dubina proučavano je procjeđivanje (infiltracija) pojedinog elementa, te

njihov vertikalni raspored koncentracija u različitim dijelovima vodonosnog sustava.

Budući da je utvrđena veza površinskih i podzemnih tokova uzorkovana je i površinska

voda na unaprijed određenim lokacijama.

5.1. Uzorkovanje

Uzorci površinskih voda uzeti su u proljeće 1988. iz drenažnih kanala na

poljoprivrednom dobru Sopot i iz rijeke Bosut u Vinkovcima. Uzet je i uzorak izvorske

vode na povremenom procjednom izvoru, koji je smješten u podnožju prapornog

Đakovačko-vinkovačkog ravnjaka. Uzorci su prilikom uzimanja zakiseljeni na pH 2 i

koncentrirani su sa HCl i dopremljenji su u plastičnim spremnicima u laboratorij.

Uzorci podzemnih voda uzeti su u travnju i rujnu 1988. iz pijezometara čiji su

filteri postavljeni ili u pokrovnim polupropusnim naslagama, prvom vodonosnom sloju,

podini prvog vodonosnog sloja ili drugom vodonosnom sloju. Prije uzimanja uzorka

vode s točno određene dubine ispumpan je trostruki volumen vode koji se nalazi u

pijezometarskoj cijevi. To je omogućilo uzimanje reprezentativnog uzorka vode iz

željenog sloja. Mjesta uzimanja uzoraka prikazana su na hidrogeološkim profilima

vodocrpilišta Kanovci i Trslana (slika 7 i 8).

14


Slika 7. Hidrogeološki profil s mjestima uzimanja uzoraka podzemne vode na lokaciji

crpilišta Vinkovci - Kanovci [3]

Slika 8. Hidrogeološki profil s mjestima uzimanja uzoraka podzemne vode na lokaciji

crpilišta Đakovo-Trslana[3]

15


5.2. Metodologija provedenih laboratorijskih ispitivanja

Na uzorcima površinskih i podzemnih voda određivale su se koncentracije teških

metala koji se javljaju u tragovima (Cd, Hg, Ni, Pb, Cu, Cr, Co) ili kao mikroelementi

(Fe, Mn) ili kao makroelementi (Ca, Mg, Na, K). Za određivanje sadržaja metala u vodi,

koristila se metoda plamene atomske apsorpcijske spektrofotometrije.

Za svaki element posebno priređene su osnovne standardne otopine, a

koncentracije metala u standardnim otopinama određene su kompleksometrijskim

titracijama. Metoda atomske apsorpcijske spektrofotometrije temelji se na svojstvu da

slobodni atomi u parovitom stanju apsorbiraju svjetlost određene valne dužine iz

vanjskog izvora svjetla. Da bi mogli apsorbirati atomi moraju biti u neekscitiranom i

neioniziranom stanju. Kao izvor svjetla služe šuplje katodne lampe koje emitiraju

svjetlost valnih dužina koje su karakteristične za element čija se koncentracija u uzorku

želi odrediti. Instrument obično iskazuje rezultate mjerenja u jedinicama apsorbancije.

Vrijednosti apsorbancije se nanose na ordinatu u koordinatnom sustavu, a na apcisu se

nanose odgovarajuće poznate koncentracije standardnih otopina u ppm ili ppb. Zatim se

iz tako konstruiranog baždarenog pravca za izmjerene vrijednosti apsorbancije očitavaju

vrijednosti nepoznate koncentracije određenog elementa u uzorku.

Jedino je koncentracija žive u vodi mjerena na drugi način, metodom

besplamene atomske apsorpcijske spektrofotometrije. Razlog tome je što živa na sobnoj

temperaturi postoji u obliku atomizirane pare, pa uopće nije potrebna tako visoka

temperatura za mjerenje žive [3].

5.3. Rezultati analiza

Rezultati provedenih laboratorijskih ispitivanja prikazani su u tablici 1 (za

područje crpilišta Kanovci u Vinkovcima) i tablici 2 (za crpilište Trslana u Đakovu). U

posljednjem stupcu upisane su vrijednosti MDK ( maksimalno dozvoljenih

koncentracija) propisanih Pravilnikom o zdravstvenoj ispravnosti vode za piće. Oni

elementi čije koncentracije prelaze MDK u tablici su označene crvenom bojom. Analize

su izrađene u laboratoriju Vinkovačke veterinarske stanice.

16

http://narodne-novine.nn.hr/clanci/sluzbeni/313787.html

Tablica 1.Rezultati kemijskih analiza uzoraka površinskih i podzemnih voda na području vodocrpilišta Kanovci-Vinkovci (Pogreška

određivanja iznosi do 10%)

VINKOVCI -KANOVCI

KROVINA1.VODONOSNOG SLOJA(V- 24/ 3)

1.VODONOSNISLOJ

(V- 26)

2.VODONOSNISLOJ

(V-26)

DRENAŽNI KANAL I

DRENAŽNI KANAL II

BOSUT IZVOR ISPODPLATOA

MDK[6]

µg /L DATUM IV 88.Cd IX 88.

0.10.3

0.10.4

0.10.3

<DL <DL <DL <DL<DL

5 μg/L

IV 88.Hg IX 88.

1.23.9

0.80.6

1.20.4

0.7 0.8 1.00.4

0.8 1 μg/L

IV 88.Ni IX 88.

6.41.8

1.10.1

3.30.8

0.7 1.1 0.70.7

0.8 20 μg/L

IV 88.Pb IX 88.

24.15.8

1.74.4

5.13.2

1.0 1.0 0.92.8

3.0 25 μg/L

IV 88.Cu IX 88.

1.00.8

0.12.6

1.21.0

0.2 <DL 0.20.8

0.3 2000 μg/L

IV 88.Cr IX 88.

4.11.0

3.40.5

0.5 0.5 00.5

1.6 50 μg/L

IV 88.Co IX 88.

0.80.2

<DL0.1

0.70.2

0.1 0.1 0.1<DL

0.1<DL

mg /L DATUM

IV 88.Fe IX 88.

1.32.0

0.25.0

2.11.1

0.1 0.2 0.10.3

0.1 0,2mg/L

IV 88.Mn IX 88.

0.10.1

<DL0.1

0.1<DL

0<DL

0.1 <DL0.1

<DL 0,05mg/L

IV 88.Ca IX 88.

143135

4549

4139

76 58 9391

117

17

VINKOVCI -KANOVCI

KROVINA1.VODONOSNOG SLOJA(V- 24/ 3)

1.VODONOSNISLOJ

(V- 26)

2.VODONOSNISLOJ

(V-26)

DRENAŽNI KANAL I

DRENAŽNI KANAL II

BOSUT IZVOR ISPODPLATOA

MDK [6]

mg /L DATUM

IV 88.Ca IX 88.

143135

4549

4139

76 58 9391

117

IV 88.Mg IX 88.

127134

4956

3232

139 177 7575

95

IV 88.Na IX 88.

2322

7171

108108

35 120 1925

9 200 mg/L

IV 88.K IX 88.

1.070.89

1.492.78

0.90.9

0.7 0.8 2.65.7

<DL 12 mg/L

IV 88.pH IX 88.

7.007.25

7.807.50

7.708.20

7.307.35

6,5-9,5

Tablica 2.Rezultati kemijskih analiza uzoraka podzemnih voda na području vodocrpilišta Trslana-Đakovo (Pogreška određivanja iznosi do 10%)

ĐAKOVO-TRSLANA

PLITKA KROVINA1.VODONOSNOG

SLOJA (V-27/3)

DUBOKA KROVINA1.VODONOSNOG

SLOJA (V-27/2)

1.VODONOSNISLOJ (V-27)

PODINA1.VODONOSNOG

SLOJA (V-27/1)2.VODONOSNI

SLOJ (V-5/1)

MDK[6]

µg /L DATUM IV 88.Cd IX 88.

0.40.4

1.21.4

0.20.5

13.47.4

0.00.1

5 μg/L

IV 88.Hg IX 88.

0.50.3

0.50.3

1.40.5

1.20.5

0.70.5

1 μg/L

IV 88. 1.5 8.3 1.0 33.4 3.1 20 μg/L

18

Ni IX 88. 1.8 2.0 1.1 37.1 1.5

ĐAKOVO-TRSLANA

PLITKA KROVINA1.VODONOSNOG

SLOJA (V-27/3)

DUBOKA KROVINA1.VODONOSNOG

SLOJA (V-27/2)

1.VODONOSNISLOJ (V-27)

PODINA1.VODONOSNOG

SLOJA (V-27/1)

2.VODONOSNISLOJ (V-5/1)

MDK [6]

µg /L DATUM IV 88.Pb IX 88.

0.49.6

28.414.2

7.714.0

389.0294.6

4.44.1

25 μg/L

IV 88.Cu IX 88.

0.72.3

4.42.1

1.03.2

382.1133.2

2.61.6

2000 μg/L

IV 88.Cr IX 88.

0.92.3

00

2.41.1

16.532.7

00

50 μg/L

IV 88.Co IX 88.

0.40.7

0.80.5

0.10.1

33.038.5

0.40.1

mg /LDATUM IV 88.Fe IX 88.

0.50.6

0.20.9

5.51.3

35.535.1

2.14.3

0,2 mg/L

IV 88.Mn IX 88.

1.81.9

2.22.7

0.31.5

0.31.3

0.50.4

0,05 mg/L

IV 88.Ca IX 88.

119127

117127

119141

2166

3729

IV 88.Mg IX 88.

6867

6568

7068

4442

5756

IV 88.Na IX 88.

2223

3443

1730

7865

1517

200 mg/L

IV 88.K IX 88.

0.30.5

0.62.1

0.81.1

2.52.3

1.51.6

12 mg/L

IV 88.pH IX 88.

7.007.40

7.607.60

7.007.20

9.408.80

7-7.507.60-7.80

6,5-9,5

19


5.4. Objašnjenje rezultata analiza

Iz rezultata provedenih analiza (vidljivih iz tablica) utvrđeno je da se u

podzemnoj vodi nalaze povišene koncentracije žive, olova, željeza i mangana. Svi ostali

mjereni elementi se nalaze unutar dozvoljenih vrijednosti propisanih Pravilnikom o

zdravstvenoj ispravnosti vode za piće (NN 47/08) [6].

Visoki sadržaj otopljenog mangana nalazi se u uzorcima iz pokrova vodonosnih

slojeva na vodocrpilištu Trslana-Đakovo, a visok sadržaj željeza i olova se nalazi u

dubljim dijelovima Đakovačkog hidrogeološkog sustava. Razlog visoke koncentracije

željeza, mangana i olova može se objasniti reduktivnim uvjetima karakterističnim za

određenu hidrogeokemijsku zonu i prisutnim sadržajem organske tvari. Olovo se u

takvim uvjetima zadržava u tlu u obliku olovnog organskog kompleksa.

Povišene koncentracije žive na oba vodocrpilišta mogu imati dva izvora:

korištenja sredstva za zaštitu biljaka (pesticida) i zbog prirodno povišene razine ukupno

otopljene žive. Utjecaj upotrebe pesticida na sadržaj žive je utvrđen u površinskim

vodama drenažnih kanala, Bosutu, te u zonama koje su izložene aktivnoj izmjeni voda

neposredno ispod vodnog lica. Zbog upotrebe mineralnih gnojiva i zagađenja otpadnim

vodama iz okolnih domaćinstava dolazi i do porasta saliniteta vode. Prirodno povišena

razina ukupno otopljene žive nastaje zbog njezinog afiniteta prema nakupljanju na

huminske kiseline i općenito otopljenu organsku materiju u vodi. U jezersko močvarnoj

sredini zbog prisutnog živog svijeta pogodni su uvjeti bioakumulacije žive, a njihovom

mikrobiološkom razgradnjom živa se ponovo oslobađa i dospijeva u vodu [3].

Iako ovim istraživanjem nije obuhvaćeno ispitivanje arsena u podzemnim vodama

istočne Slavonije, mnoga vodocrpilišta imaju problema zbog prevelikih koncentracija

upravo tog elementa. Nerijetko se radi o koncentracijama većim od 10 μg/L što je MDK

propisana Pravilnikom [6]. Postoji nekoliko radova koji objašnjavaju porijeklo i

ponašanje arsena u vodonosnicima istočne Slavonije [7,8]. Uzrok visokih koncentracija

arsena je prvenstveno prirodan. Smatra se da su izvor minerali koji sadrže arsen u

naslagama srednjeg i gornjeg pleistocena. Jakim međudjelovanjem voda-stijena i

topljenjem minerala arsen dospijeva u vodu. Fizikalni i geokemijski uvjeti koji vladaju

u vodonosnoj sredini (redukcijski uvjeti, visoke koncentracije željeza i mangana,

prisutnost organske tvari i čestica gline) pogoduju njegovoj mobilizaciji i akumulaciji.

20



Za pretpostaviti je da je veliki broj stanovnika bio izložen koncentracijama arsena većim

od 10 μg/L u vodi koju piju, što je veliki zdravstveni problem.

6. Zaključak

Na području istočne Slavonije razvijeni vodovod imaju samo veći gradovi i manje

skupine naselja i istraživanja su rađena kako bi se izradio vodovodni sustav za čitavo

područje. Veliki problem cijelog područja istraživanja je nedostatak potrebnih količina i

precrpljenost izvorišta, te neodgovarajuća kakvoća vode.

Geološki gledano na ovom području se nalaze tri geotektonske jedinice: istočni dio

Dravske potolinena sjeveru, dio Slavonsko-srijemske potoline na jugu, a između ove

dvije potoline nalaze se Đakovačko-vinkovački i Vukovarski ravnjak. Čitavo područje

je u potpunosti prekriveno kvartarnim sedimentima. Za potrebu vodoopskrbe najvažniji

sedimenti su se istaložili tijekom srednjeg i gornjeg pleistocena. Razina podzemne vode

najviša je u području Đakovačko-vinkovačkog i Vukovarskog ravnjaka.

Hidrogeološkim istraživanjima obuhvaćene su kvartarne naslage koje sadrže vodu

pogodnu za vodoopskrbu, a zaliježu do dubine od 200 metara. Napajanje vodonosnika

odvija se uglavnom iz padalina po čitavom području istraživanja, a značajan utjecaj na

podzemne vode ima i rijeka Sava. Na ovom području nalaze se četiri značajna

vodonosna horizonata: Velika Kopanica, Vinkovci, Nijemci i Strizivojna. Za

vodoopskrbu su značajna prva tri vodonosna sloja zbog mogućnosti njihovog

obnavljanja infiltracijom oborina i pretpostavljenim međuslojnim procjeđivanjem.

Za određivanje kakvoće vode uzorkovana je podzemna i površinska voda na

vodocrpilištima Kanovci i Sopot u Vinkovcima i Trslana u Đakovu. Utjecaj

agrotehničkih kemijskih sredstava, mineralnih fosfatnih gnojiva i pesticida na sadržaj

nikla, olova, kroma i žive, ustanovljen je u procjednom pješčanom proslojku u pokrovu

vodonosnih slojeva na području vodocrpilišta Kanovci u Vinkovcima. Jedino količina

ukupno otopljene žive prelazi maksimalno dozvoljene koncentracije za pitku vodu i to

svjedoči o upotrebi pesticida. Koncentracije svih mjerenih teških metala (Cd, Cu, Cr,

21


Co, Ni), osim žive, olova, željeza i mangana nalaze se ispod zakonom dozvoljenih

koncentracija.

Prirodno povišena razina ukupno otopljene žive posljedica je mogućnosti

bioakumulacije žive tijekom cijele faze sedimentacije polupropusnih naslaga, a nakon

konačnog zatrpavanja vodonosnika i postupne razgradnje akumulirane organske tvari

koju prati velika potrošnja kisika dolazi do stvaranja reduktivnih uvjeta i živa se

reducira te u elementarnom obliku oslobađa u vodenu otopinu. U elementarnom obliku

živa je vrlo mobilna i u reduktivnim i u oksidativnim uvjetima plićih vodonosnih

horizonata te je stoga i njena raspodjela po dubini vodonosnika vrlo neujednačena.

Povišene koncentracije željeza, olova i mangana posljedica su reduktivnih uvjeta u

vodonosniku, a njihovo porijeklo povezano je s litološkim, odnosno mineraloškim

sastavom vodonosnika.

Stoga kada je riječ o vodonosnicima u stijenama međuzrnske poroznosti kakav

je primjer prikazan u ovom radu, treba osim antropogenih izvora onečišćenja

uzeti u razmatranje i prirodne geokemijske uvjete koji također utječu na kakvoću

podzemnih voda.

22


7. Popis literature:

[1] Strategija upravljanja vodama

[2]Bačani A., Šparica M., Velić J. (1999):QuaternaryDeposits as theHydrogeologicalSystemofEasternSlavonia. GeologiaCroatica. 52/2 ; 141-152 str.

[3] Grgić S. (1990): Utjecaj agrotehničkih kemijskih sredstava na sadržaj teških metala

u podzemnim vodama i tlu na području istočne Slavonije. Magistarski rad,

Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb;145 str.

[4] Capar A. (1992):Poznavanje i istraženost hidrogeologije Savskog sliva Istočne Slavonije. Rudarsko-geološko-naftni zbornik. Vol.4; 23-35 str.

[5] Miletić P., Heinrich-Miletić M., Bačani A. (1993): Konceptualni hidrogeološki model za hidrogeološki sustav Istočne Slavonije. Rudarsko-geološko-naftni zbornik. Vol.5;65-73 str.

[6] Pravilnik o zdravstvenoj ispravnosti vode za piće (NN47/08)

[7] Ujević M., Duić Ž., Casiot C., Sipos L., Santo V., Dadić Ž. & J. Halamić (2010):

Occurrenceand geochemistryofarsenicinthegroundwaterofEastern Croatia. Applied

geochemistry 25:1017-1029.

[8] Ujević Bošnjak M., Copak K., Jazbec A., Casiot C., Sipos L., Poljak V., & Dadić Ž.

(2012):HydrochemicalcharacterizationofarseniccontaminatedalluvialaquiefersinEastern

Croatia usingmultivariatestatisticaltechniquesandriskassessment. Scienceofthe Total

Environment 420; 100-110.

23



8. Sažetak:

Ime i prezime autora: Kristina Zajec

Naslov rada: Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije

Opis rada:

Veliki problem područja istočne Slavonije je nedostatak potrebnih količina i

precrpljenost izvorišta, te neodgovarajuća kakvoća vode.

Geološki gledano na ovom području se nalaze tri geotektonske jedinice: istočni dio

Dravske potolinena sjeveru, dio Slavonsko-srijemske potoline na jugu, a između ove

dvije potoline nalaze se Đakovačko-vinkovački i Vukovarski ravnjak. Čitavo područje

je u potpunosti prekriveno kvartarnim sedimentima.

Hidrogeološkim istraživanjima obuhvaćene su kvartarne naslageistaložene tijekom

srednjeg i gornjeg pleistocena koje sadrže vodu pogodnu za vodoopskrbu, a zaliježu do

dubine od 200 metara. Za vodoopskrbu su značajna tri vodonosna sloja: Velika

Kopanica, Vinkovci i Nijemci zbog mogućnosti njihovog obnavljanja infiltracijom

oborina i pretpostavljenim međuslojnim procjeđivanjem.

Za određivanje kakvoće vode uzorkovana je podzemna i površinska voda na crpilištima

Kanovci i Sopot u Vinkovcima i Trslana u Đakovu. Koncentracije svih mjerenih teških

metala (Cd, Cu, Cr, Co, Ni), osim žive, olova, željeza i mangana nalaze se ispod

zakonom dozvoljenih koncentracija. Prirodno povišena razina ukupno otopljene žive

posljedica je mogućnosti bioakumulacije žive tijekom cijele faze sedimentacije

polupropusnih naslaga. Utjecaj upotrebe pesticida na sadržaj žive je utvrđen u

površinskim vodama drenažnih kanala, Bosutu, te u zonama koje su izložene aktivnoj

izmjeni voda neposredno ispod vodnog lica. Zbog upotrebe mineralnih gnojiva i

zagađenja otpadnim vodama iz okolnih domaćinstava dolazi i do porasta saliniteta vode.

Povišene koncentracije željeza, olova i mangana posljedica su reduktivnih uvjeta u

vodonosniku, a njihovo porijeklo povezano je s litološkim, odnosno mineraloškim

sastavom vodonosnika.

Ključne riječi: istočna Slavonija, kvartarne naslage, vodonosni sloj, kakvoća vode,

teški metali, antropogeno onečišćenje.

24

Documents

Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda … · Web viewU srednjem pleistocenu sedimentacija je bila pod utjecajem paleo klime i tektonskih pokreta koji su još uvijek