Transcript ekološko stanje varaždinskog vodonosnika

EKOLOŠKO STANJE
VARAŽDINSKOG VODONOSNIKA
Brkić, Ž., Marković, T. & Larva, O.
Hrvatski geološki institut
Znanstveni skup “Inženjerstvo okoliša 2012.” – Varaždin, 09.-10.05.2012.
Uvod
• Podzemna voda je jedno od najvećeg prirodnog bogatstva Hrvatske
• Zalihe podzemnih voda u RH su velike – obnovljive zalihe se procjenjuju na nekoliko
tisuća mil. m3/god
• Širenjem izvora onečišćenja okoliša taj prirodni resurs postao je i najugroženiji.
• Nažalost, broj štetnih tvari mnogostruko je veći od broja samih izvora onečišćenja
•
•
koji ih ispuštaju u okoliš.
Pri tome su posebice osjetljive urbane i industrijalizirane sredine - brojni primjeri u
svijetu pokazuju da u takvim područjima dolazi do dramatičnog onečišćenja izvorišta
pitke vode.
Stoga je zaštita podzemnih voda jedan je od najvećih problema današnjice
• 2000. godine donešena Okvirnom direktivom o vodama (2000/60/EZ) i Direktivom o
zaštiti podzemnih voda od onečišćenja i pogoršanja kakvoće (2006/118/EZ),
• Stanje podzemne vode može se promatrati sa stanovišta:
– korištenja podzemne vode za različite namjene (vodooprskrba, navodnjavanje,
industijske potrebe)
– potreba ekosustava ovisnih o podzemnoj vodi
• U Hrvatskoj se podzemna voda isključivo koristi za potrebe opskrbe vodom
stanovništva, a industijske potrebe se najčešće zadovoljavaju korištenjem vode iz
sustava javne vodoopskrbe
• Navodnjavanje u Hrvatskoj općenito još nije razvijeno (barem ne u organiziranom
obliku), iako se u posljednje vrijeme intenzivno počinje raditi na tome
• Razmatranje odgovarajuće kakvoće podzemne vode potrebne ekosustavima ovisnih o
podzemnoj vodi novijeg su datuma i za sada su još uvijek na razini istraživanja
• Žitelji Varaždinske županije velikim se dijelom vodom opskrbljuju iz šljunkovitopjeskovitog vodonosnika kvartarne starosti istaloženog u dolini rijeke Drave
• Na ovom prostoru postoje značajni resursi tala na kojima se mogu organizirati različiti
tipovi poljoprivredne proizvodnje
• Najčešći oblici onečišćenja podzemne vode kao posljedice intenzivne poljoprivredne
proizvodnje odnose se na ispiranje nitrata i ostataka pesticida
• Visoke koncentracije nitrata u podzemnoj vodi na crpilištu Varaždin dovele su do
postupnog isključivanja zdenaca koji su zahvaćali prvi (plići) vodonosnik, a time i do
bitnog smanjenja crpnih količina primjerene kakvoće vode
• Da bi se potrebne količine vode nadomjestile uslijedilo je zahvaćanje drugog
vodonosnog sloja na crpilištu
• Intenzivna urbanizacija (dobrim dijelom bespravna gradnja) koju ne prati razvoj
adekvatne infrastrukture (odvodnja) i druge aktivnosti (poljoprivreda, razvoj
gospodarstva, odlagalište u direktnom kontaktu s podzemnom vodom), prijete
daljnjim pogoršanjem situacije
Hidrogeološke značajke Varaždinskog
vodonosnika Vrijednosti hidrogeoloških parametara varaždinskog
• dva šljunkovito-
pjeskovita vodonosna
sloja međusobno
odvojena glinovitoprašinastim slojem
• vodonosnik je izdužen
paralelno toku rijeke
Drave, a debljina mu
raste idući od zapada
prema istoku
• u krovini vodonosnika
tanki glinovito-prašinasti
sloj, a često ga
predstavlja i sam humus
• debljina krovinskog sloja
uz rijeku Dravu
uglavnom je ispod 1 m,
a prema rubovima
bazena doseže i do
nekoliko metara
•
•
vodonosnika (Larva, 2008):
Hidraulička vodljivost (K) prvog vodonosnika 80-350
m/dan; drugog vodonosnika 40-55 m/dan
Transmisivnost prvog vodonosnika 1650-15000 m2/dan
• Varaždinski vodonosnik je izravnoj hidrauličkoj vezi s površinskim vodama – rijekom
Dravom, akumulacijskim jezerima, te vodotokom Plitvica
• Podzemna voda mjestimice se drenira u površinske vode, a mjestice površinske vode
napajaju vodonosnik
Kakvoća podzemne i površinske vode
Ormoško jezero
Crpilište Vinokovšćak
Varaždinsko jezero
Prostorni raspored piezometara i
zdenaca iz kojih je analizirana
kakvoća podzemne vode
Crpilište Varaždin
Crpilište Bartolovec
• S obzirom da se podzemna voda iz Varaždinskog vodonosnika isključivo koristi za potrebe
javne vodoopskrbe, kakvoća podzemne vode analizirana je prema maksimalno dozvoljenim
koncentracijama (MDK) definiranim u Pravilniku o zdravstvenoj ispravnosti vode za piće (NN
47/08)
• Stanje kakvoće vode u rijeci Dravi, Ormoškom i Varaždinskom jezeru analizirano je prema
Uredbi o klasifikaciji voda (NN 77/98) i Izmjenama i dopunama ove Uredbe (NN 137/08)
Hidrokemijski facijes
• Podzemne vode akumulirana u Varaždinskom vodonosniku pripadaju CaMg-HCO3
l)
(C
e
ri
d
lo
-
G
3
-
G
P
3
-
D
P
D
S
-
5
P
D
S
-
6
P
D
S
-
7
P
V
-
2
P
V
-
4
P
V
-
6
O
)
2
P
C
0
u
a
4
lf
0
( H
4
( C
a
P
3
h
C
0
te
m
6
0
iu
(S
lc
6
O
a
4
8
0
C
0
) +
8
te
a
2
0
2
S
M
) + 0
g
o
n
a
ic
)
0
B
g
2
) +
( M
3
0
0
O
2
m
0
8
8
g
( M 0
)
(C
6
0
lf
a
4
0
te
0
6
0
m
u
0
0
n
a
o
0
C
O
2
0
0
M
0
6
0
a
8
(S
P
) + 8 0
rb
0
0
0
te
8
4
4
6
a
( N 0
a
S
6
6
iu
4
e
d
s
4
o
0
iu
S O 4
m
4
0
S
n
iu
0
2
g
s
a
e
rb
n
g
2
M
8
4
o
2
•
hidrokemijskom facijesu
Hidrokemijska obilježja posljedica su mineraloško–petrografskog sastava naslaga koje
izgrađuju vodonosnik.
)
ta
s
s
8
0
6
0
4
C a lc iu m
A
T
I
2
0
N a +H K
C O
( C a )
O
N
S
%
m
2
3 + C3 O
m
C
0
iu
C a
e q /
l
0
4
0
6
C h lo r id e
A
N
I
O
0
8
( C l)
N
S
0
C l
( K
)
Osnovni hidrokemijski pokazatelji
• Vrijednosti elektrolitičke vodljivosti (EC)
04-2005
09-2005
12-2005
1200
02-2006
23-02-2006
03-2006
1000
04-2006
05-2006
800
07-2006
09-2006
600
400
200
Ormoško j.
Varaždinsko j.
ZD-4
Drava
ZP-5
P-2126
PVG-2
PDS -7
PDS -6
PDS-5
Šljunčara
Vratno
Zelendvor
DZ-1
P-1564
0
B-3
•
02-2005
1400
P-1510
•
12-2004
P-1550
•
1600
EC (S/cm)
podzemne vode variraju unutar intervala
400-1400 S/cm
Više vrijednosti se bilježe u podzemnoj vodi
plićeg vodonosnika i uzvodno od Varaždina,
a niže u dubljem vodonosniku i nizvodno
od Varaždina
Razlog - više otopljenih tvari (nitrata,
kalcija, sulfata i klorida) u vodama prvog
vodonosnog sloja koje su posljedica
ispiranja nesaturirane zone podložne
antropogenom utjecaju
EC u vodi Ormoškog i Varaždinskog jezera,
te u vodi rijeke Drave je manji od 500 mg/l
što ih prema Uredbi o klasifikaciji voda (NN
137/08) svrstava u I. vrstu voda
• Koncentracije klorida su u pravilu
manje od 30 mg/l, a sulfata ispod
40 mg/l
120
100
12-2004
02-2005
• Više koncentracije klorida bilježe
09-2005
12-2005
02-2006
23-02-2006
60
03-2006
04-2006
05-2006
40
07-2006
•
20
Varaždinsko j.
Ormoško j.
Drava
ZD-4
ZP-5
P-2126
PVG-2
PDS -7
PDS -6
PDS-5
Šljunčara
Vratno
Zelendvor
P-1564
B-3
DZ-1
P-1510
0
P-1550
Koncentracija klorida u mg/l
04-2005
80
se nakon otapanja snijega u
veljači, ožujku i travnju, a niže
koncentracije u ljetnim mjesecima
Ekstremne promjene izmjerene su
u zdencu Vratno koji se nalazi uz
cestu koja povezuje područja
Haloza s Varaždinom - cesta se
intenzivno soli tijekom zimskih
mjeseci
Crpilište Varaždin
Nitrati (NO3-)
Crpni zdenci:
• Sadržaj nitrata u podzemnoj vodi u
prvom (plićem) vodonosniku znatno
prelaze MDK u pitkoj vodi
• U drugom (dubljem) vodonosniku
sadržaj nitrata je manji, no
povremeno prelazi MDK
• Uzvodno od grada Varaždina
–
–
–
visoka koncentracija NO3- u plićem
vodonosniku,
veliki broj peradarskih farmi koje
nekontrolirano odlažu pileći izmet,
intenzivnija proizvodnja kupusa koja
zahtijeva više dušičnih gnojiva
• Nizvodno od Varaždina
–
–
–
znatno niže koncentracije NO3-.
svega nekoliko peradarskih farmi,
većinom se proizvodi kukuruz i žitarice
Crpilište Bartolovec
160,00
Sadržaj nitrata (mgNO3/l)
140,00
c.s.bartol.
120,00
• Nakon punjena akumulacijskog jezera
MDK
100,00
80,00
•
60,00
40,00
20,00
Crpni zdenci:
• Danas je sadržaj nitrata u
podzemnoj vodi ispod MDK u pitkoj
vodi
• Najveće koncentracije u zdencima
koji zahvaćaju plići vodonosnik
(zdenci B1 i B2)
sij-00
sij-99
sij-98
sij-97
sij-96
sij-95
sij-94
sij-93
sij-92
sij-91
sij-90
sij-89
sij-88
sij-87
sij-86
sij-85
sij-84
sij-83
sij-82
sij-81
sij-80
sij-79
sij-78
sij-77
0,00
HE Čakovec 1982. godine koje je
uzrokovalo podizanje razine podzemne
vode koncentracije nitrata značajno su
porasle
Posljedica je to ispiranja onečišćenja
akumuliranog u dotad nesaturiranog
zoni
60,00
Sadržaj nitrata (mgNO3/l)
50,00
40,00
P1G
P2G
P3D
P3G
MDK
30,00
20,00
10,00
Priljevno područje:
• Koncentracije nitrata kao i na
•
crpnim zdencima
U dubljem vodonosniku sadržaj
nitrata mjestimice doseže vrlo
slične iznose onima u plićem
dijelu vodonosnika (piezometri
P3G - gornji i P3D-donji)
sij-06
srp-05
lis-05
sij-05
tra-05
lis-04
tra-04
srp-04
lis-03
sij-04
srp-03
sij-03
tra-03
srp-02
lis-02
sij-02
tra-02
lis-01
sij-01
tra-01
srp-01
lis-00
sij-00
tra-00
srp-00
0,00
Crpilište Vinokovšćak
60,00
Sadržaj nitrata (mgNO3/l)
50,00
ZV-1
ZV-2
ZV-3
MDK
40,00
30,00
20,00
10,00
Crpni zdenci:
• Sadržaj nitrata u podzemnoj vodi doseže
gotovo 35 mg/l što iznosi gotovo 70%
vrijednosti MDK u pitkoj vodi
sij-06
ruj-05
sij-05
svi-05
sij-04
svi-04
ruj-04
svi-03
ruj-03
ruj-02
sij-03
sij-02
svi-02
ruj-01
sij-01
svi-01
ruj-00
sij-00
svi-00
ruj-99
sij-99
svi-99
ruj-98
sij-98
svi-98
0,00
60,00
Sadržaj nitrata (mgNO3/l)
50,00
40,00
PV2
PV3
PV4
PV5
PV6
PV7
MDK
30,00
20,00
10,00
• Prema sadržaju NO3- u vodi
•
sij-06
lis-05
srp-05
tra-05
sij-05
lis-04
tra-04
Ormoškog i Varaždinskog jezera,
ove vode su prema Uredbi o
klasifikaciji voda (NN 137/08)
svrstane u II. vrstu voda
Prema sadržaju NO3- voda rijeke
Drave na ovom području je
svrstana u kategoriju II. vrste
srp-04
sij-04
lis-03
srp-03
tra-03
sij-03
lis-02
srp-02
tra-02
sij-02
lis-01
tra-01
srp-01
sij-01
0,00
Priljevno područje:
• Sadržaj nitrata u podzemnoj
vodi povremeno je razmjerno
visok u priljevnom području
crpilišta Vinkovšćak (piezometri
PV2, PV4 – zapadno i istočno od
crpnih zdenaca)
• U novije vrijeme, a u skladu s Okvirnom direktivom o vodama (2000/60/EZ) i Direktivom o
zaštiti podzemnih voda od onečišćenja i pogoršanja kakvoće (2006/118/EZ), aktualno je
postalo određivanje prirodnih temeljnih vrijednosti pokazatelja onečišćenja (tzv.
„background” vrijednosti)
• Pri tome temeljna vrijednost analiziranog pokazatelja označava njegov sadržaj u
podzemnoj vodi u prirodnom stanju, dakle koncentraciju koja bi u podzemnoj vodi bila da
nema onečišćenja
• Temeljna vrijednost nitrata na varaždinskom području prema Lepeltier-ovoj metodi
izračunata je u iznosu 5.4 mg/l, a prema metodi proračunavanja funkcije raspodjele je 10.9
mg/l (Brkić et al., 2009).
• Obzirom na činjenicu da su 1973. godine koncentracije nitrata u vodi varaždinskog crpilišta
izmjerene u iznosu od oko 4.4 mg/l (Grđan et al., 1991), može se reći da izračunate
vrijednosti prema Lepeltier-ovoj metodi predstavljaju realne vrijednosti temeljne razine
nitrata u varaždinskom vodonosniku.
Priljevno područje crpilišta Bartolovec
1,00
0,90
P1G
P2G
0,80
P3D
P3G
0,70
MDK
0,60
0,50
0,40
0,30
0,20
0,10
sij-06
lis-05
srp-05
sij-05
tra-05
lis-04
srp-04
sij-04
tra-04
lis-03
srp-03
sij-03
tra-03
lis-02
srp-02
sij-02
tra-02
lis-01
srp-01
sij-01
tra-01
lis-00
srp-00
0,00
sij-00
•
Nitriti (NO2-)
tra-00
(2007-2008) u podzemnoj vodi u
pravilu nije utvrđena koncentracija
nitrita u većem iznosu od 0.005 mg/l
iako je prema rezultatima mjerenja u
prethodnim godinama povremeno
zabilježena u razmjerno visokim
iznosima
Denitrifikacija nastaje oksidacijom
organske tvari u tlu i sulfida u
sedimentu koji ''troši'' kisik te nastaju
redukcijski uvjeti (Marković, 2007)
Sadržaj nitrita (mgNO2/l)
• U okviru nacionalnog monitoringa
Priljevno područje crpilišta Varaždin
3,50
Sadržaj nitrita (mgNO2/l)
3,00
2,50
PV2
PV3
PV4
PV5
PV6
PV7
MDK
2,00
1,50
1,00
0,50
sij-06
lis-05
srp-05
sij-05
tra-05
lis-04
srp-04
sij-04
tra-04
lis-03
srp-03
sij-03
tra-03
lis-02
srp-02
sij-02
tra-02
lis-01
srp-01
sij-01
tra-01
0,00
Priljevno područje crpilišta Vinokovšćak
• Prema sadržaju NO2- u vodi Ormoškog i Varaždinskog jezera, te rijeke Drave i u skladu s
Uredbom o klasifikaciji voda (NN 137/08) ove vode se svrstavaju u II. do III. vrstu voda
Amonij
• Koncentracije amonija u uzorkovanim
vodama
ukazuju
na
utjecaj
kanalizacijskih voda, prirodnih gnojiva,
te razgradnju organske tvari
1,4
12-2004
02-2005
1,2
04-2005
Koncentracija amonija u mg/l
09-2005
12-2005
1
02-2006
23-02-2006
03-2006
0,8
04-2006
05-2006
• amonij u površinskim vodama rijeke
07-2006
0,6
09-2006
MDK
0,4
0,2
ZD-4
ZP-5
P-1564
PVG-2
DZ-1
PDS7
PDS6
PDS5
B-3
Vratno
Zelendvor
P-1510
P-1550
0
Drave, Ormoškom i Varaždinskom
jezeru je manji od 0.1 mg/l što ih
prema Uredbi o klasifikaciji voda (NN
137/08) svrstava u I. vrstu voda
Teški metali
• Koncentracije teških metala (Zn, Pb, Fe i Mn) u motrenim vodama u zdencima na
•
•
•
crpilištima su ispod MDK vrijednosti, međutim u priljevnom području crpilišta mjestimice
prelaze MDK
Podrijetlo teških metala je dijelom prirodno, a dijelom antropogeno (Šparica, 2004;
Marković, 2007)
Drava je tijekom geološke prošlosti istaložila sediment iz Alpa koji sadrži teške minerale što
je utvrđeno provedenim analizama sedimenata
Tijekom intenzivne rudarsko-prerađivačke industrije u uzvodnom dijelu sliva, otpadne vode
su se upuštale u rijeku Dravu koja je nizvodno istaložila onečišćeni fluvijalni sediment
• I u vodi rijeke Drave bilježe se povećane koncentracije teških metala zbog čega se svrstava
u II. do III. vrstu voda
Zaključak
• Stanje kakvoće podzemne vode na području varaždinskog vodonosnika prvenstveno je
•
•
•
•
•
•
•
•
definirano razmjerno visokom koncentracijom nitrata u podzemnoj vodi
Pri tome se posebice ističe priljevno područje crpilišta Varaždin gdje sadržaj nitrata u
podzemnoj vodi prelazi i maksimalno dozvoljene koncentracije u pitkoj vodi
Prema prirodnim „background” vrijednostima nitrata u podzemnoj vodi varaždinskog
vodonosnika proizlazi da su koncentracije iznad 4-5 mg/l zasigurno posljedica
antropogenog utjecaja
Na priljevnom području crpilišta Varaždin utvrđen je veliki broj peradarskih farmi na kojima
se na neprimjeren način odlaže pileći izmet, te intenzivna proizvodnja kultura koje
zahtijevaju veću količinu dušičnih gnojiva
S obzirom na zaštitu voda od onečišćenja koje uzrokuju nitrati poljoprivrednog podrijetla
na ovom području će se morati provesti aktivnosti u skladu s Nitratnom direktivom
(91/676/EEC)
Osnovni ciljevi ove Direktive su smanjenje onečišćenja izazvanog nitratima poljoprivrednog
podrijetla i sprečavanje daljnjeg takvog onečišćenja
Prema provedenim simulacijama transporta nitrata kroz 25-godišnje razdoblje u uvjetima
postojećeg režima crpljenja i načina korištenja zemljišta utvrđeno je da će koncentracije
nitrata na varaždinskom crpilištu još dugo biti razmjerno visoke, te da tek hipotetska
situacija u kojoj je pretpostavljen prekid unosa nitrata kroz nesaturiranu zonu u vodonosni
sustav omogućava smanjivanje njihovog sadržaja u podzemnoj vodi ispod 40 mg/l tek
nakon 10 godina (Larva, 2008)
S obzirom na visoku ranjivost varaždinskog vodonosnika uzrokovanog vrlo tankim
krovinskim naslagama koje na mnogim mjestima i nedostaju svaki antropogeni utjecaj vrlo
brzo se registrira kroz narušavanje kakvoće podzemne vode
Stoga je primjerena poljoprivredna proizvodnja, odgovarajuća odvodnja otpadnih voda i
odlaganje otpada, te podizanje svijesti o potrebi zaštite voda od vitalne važnosti za
poboljšanje stanja podzemnih vodnih resursa ovog prostora
Zahvaljujem na pozornosti !