MONITORING WÓD PODZIEMNYCH

MONITORING WÓD PODZIEMNYCH, Swiat Nauki, Swiat Nauki Mix

[ Pobierz całość w formacie PDF ]
MONITORING WÓD PODZIEMNYCH – PRZYKŁAD
ZASTOSOWANIA LOKALNEGO
dr BOGUSŁAW KAZIMIERSKI
Państwowy Instytut Geologiczny, ul. Rakowiecka 4, 00-975 Warszawa
e-mail:
boguslaw.kazimierski@pgi.gov.pl
1. Wprowadzenie
Monitoring wód podziemnych jest jednym z podstawowych narzędzi oceny stanu wód i
zarządzania ich zasobami. Dostarcza aktualnych informacji nie tylko o ilości dostępnych dla
wykorzystania gospodarczego zasobów wody, ich składzie chemicznym i jakości, lecz
również o stanie tych komponentów środowiska przyrodniczego, które są bezpośrednio
zależne od wód podziemnych. Wyniki monitoringu wód podziemnych, które z uwagi na swój
unikalny skład chemiczny i wysoką, jakość są szczególnie predysponowane do zaopatrywania
ludności w wodę do picia powinny być obowiązującym elementem systemu podejmowania
decyzji administracyjnych z zakresu: gospodarki wodnej, ochrony środowiska, ochrony
zdrowia, gospodarki przestrzennej, na każdym szczeblu administracji publicznej i wodnej.
Uwzględnia to wprowadzony w Polsce system organizacji monitoringu, prowadzony zarówno
w odniesieniu do wód podziemnych znajdujących się w obiegu hydrologicznym jak i ujętych
dla zaopatrzenia ludności.
2. Organizacja monitoringu wód podziemnych w skali kraju
W Polsce funkcjonują dwa systemy monitoringu wody. Jeden dotyczy wód ujmowanych lub
już ujętych i znajdujących się w urządzeniach wodnych systemu wodociągowego, działający
w oparciu o rozporządzenie Ministra Zdrowia
1
z dnia 29 marca 2007 r. Celem tego
monitoringu jest stwierdzenie, czy woda spełnia kryteria dla zaopatrzenia ludności w wodę
przeznaczoną do spożycia.
Drugi system monitoringu, który będzie głównym przedmiotem naszego zainteresowania,
dotyczy wody znajdującej się w obiegu hydrologicznym, a więc znajdującej się jeszcze w
warstwie wodonośnej. Podstawowym celem tego monitoringu jest ochrona wód podziemnych
przed degradacją zasobów w wyniku ich nadmiernej eksploatacji oraz degradacją jakości
przez zanieczyszczenia przenikające z powierzchni terenu. Zasady organizacji i działania tego
systemu monitoringu regulują akty prawne Unii Europejskiej i Polski, a najważniejsze z nich
to: Ramowa Dyrektywa Wodna
2
, Dyrektywa Wód Podziemnych
3
, ustawy: Prawo wodne
4
, o
Państwowej Inspekcji Ochrony Środowiska
5
i rozporządzenia wydane w ramach delegacji
ustawowych. System ten funkcjonuje na 3 szczeblach.
1
Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi
(Dz. U. nr 61, poz. 417)
2
Dyrektywa 2000/60/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 23 października 2000 r. ustanawiająca ramy
wspólnotowego działania w dziedzinie polityki wodnej (Dz. U. WE I.327/1 z dn. 28.12.2000 r.)
3
Dyrektywa 2006/118/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 12 grudnia 2006 r. w sprawie ochrony wód podziemnych
przed zanieczyszczeniem i pogorszeniem jakości (Dz. U. WE nr I.372/19 z dn. 27.12.2006 r.)
4
Ustawa z dnia 18 lipca 2001 r. Prawo wodne, z późniejszymi zmianami (Dz. U. 2001 nr 115 poz. 1229)
5
Ustawa z dnia 20 lipca 1991 r. o Państwowej Inspekcji Ochrony Środowiska z późniejszymi zmianami (Dz. U. 2001 nr 77
poz. 335)
 Monitoring ogólnokrajowy
– działa jako sieć obserwacyjno-badawcza wód
podziemnych zorganizowana i obsługiwana przez Państwowy Instytut Geologiczny w
ramach wypełniania zadań Państwowej Służby Hydrogeologicznej. Monitoring ten jest
elementem Państwowego Monitoringu Środowiska, koordynowanego przez Główny
Inspektorat Ochrony Środowiska i nadzorowany oraz współfinansowany przez Krajowy
Zarząd Gospodarki Wodnej. W skład sieci wchodzi około 900 punktów monitoringu
stanu ilościowego i chemicznego. Monitoring ilości polega na badaniach położenia
zwierciadła wody lub wydajności źródeł, dostępnych (do zagospodarowania) zasobów i
ilości poboru wód podziemnych, a monitoring chemiczny na ocenie składu chemicznego
wody (na ryc. 1 przedstawiono schemat organizacyjny monitoringu). Monitoring ten jest
finansowany bezpośrednio z budżetu państwa oraz środków Narodowego Funduszu
Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej.
Monitori ng wód
podzie mn yc h
Monitoring stanu
ilosciowego
Monitoring stanu
chemicznego
monitoring
stopnia
sc zerpania
zasobów
monitoring
poziomu
zwierciadla
monitoring
diagnostyczny
monitoring
operacyjny
m o ni to r i ng
ba d awc z y
Dane o
dostepnych
zasobach
Dane o
poborze
Wynik
pomiaru
poziomu
zwierciadla
Pobór próbki wody
i wykonanie oznaczen
terenowych
Archiwa i bazy da ny ch
Siec punktów badawczych monitoringu
Ryc. 1. Schemat organizacyjny monitoringu wód podziemnych
Monitoringi regionalne
– działają, jako monitoringi wód w obrębie poszczególnych
województw. Są zorganizowane i funkcjonujące pod nadzorem Wojewódzkich
Inspektoratów Ochrony Środowiska. Badaniom podlega skład chemiczny wód i
następnie określana jest klasa jakości hydrochemicznej. Finansowanie monitoringu
odbywa się ze środków budżetowych będących w dyspozycji Wojewodów lub
Wojewódzkich Funduszy Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Obecnie trwają
przygotowania do objęcia monitoringiem obszarów chronionych Głównych Zbiorników
Wód Podziemnych
6
(GZWP).
Monitoringi lokalne
– organizowane są wokół ujęć wód podziemnych lub ich grup (np.
w obrębie powiatu lub gminy), wokół obiektów zagrażających ilości lub jakości wody z
mocy ustaw lub wydanych decyzji administracyjnych. Finansowanie ich odbywa się ze
środków zakładów wodociągowych, przedsiębiorców obiektów zagrażających
środowisku, budżetów gmin i starostw.
6
Główny Zbiornik Wód Podziemnych – zbiornik wód podziemnych odpowiadający umownie ustalonym ilościowym i
jakościowym kryteriom.
3. Monitoringi lokalne wód podziemnych
Monitoringi lokalne organizowane są jako osłonowe lub kontroli wpływu na stan wód
podziemnych obiektów im zagrażających.
Monitoringi osłonowe
organizuje się wokół obiektów lub obszarów o niewielkiej
powierzchni; mają za zadanie ochronę stanu wód podziemnych w obrębie i ewentualnie
otoczeniu chronionego obiektu. Obiektami chronionymi mogą być:
▪
ujęcia wód podziemnych lub grupy ujęć i ustalone dla nich strefy ochronne;
▪
obszary dopływu wody do ujęć;
▪
obszary zasilania użytkowych poziomów wodonośnych
7
;
▪
struktury hydrogeologiczne o zasięgu lokalnym, szczególnie predysponowane do
ujmowania wody podziemnej;
▪
obszary prawnie chronione z uwagi na ich walory przyrodnicze, w których
ekosystemy bezpośrednio zależą od stanu wód podziemnych.
Głównym celem tych monitoringów jest ochrona ilości (głównie zasobów) i jakości wód
podziemnych już wykorzystywanych dla zaopatrzenia ludności lub przemysłu wymagającego
wód wysokiej jakości, lub będących elementem warunków siedliskowych cennych
przyrodniczo ekosystemów. Ochrona jakości wód przeznaczonych do zaopatrzenia ludności
polega nie tylko na ochronie przed ich zanieczyszczeniem pochodzenia antropogenicznego,
lecz również przed zmianą składu chemicznego pogarszającego jakość wód, powodującą
przekroczenie stężeń progowych wskaźników fizykochemicznych i bakteriologicznych
określonych dla wód w rozporządzeniu Ministra Zdrowia.
Monitoringi wokół obiektów zagrażających
rzeczywiście lub potencjalnie wodom
podziemnym organizowane są najczęściej wokół:
▪
obiektów zagrażających jakości wód, np.: składowisk odpadów, stacji paliw,
magazynów substancji chemicznych, oczyszczalni ścieków, zakładów
przemysłowych, z których mogą przedostawać się surowce lub produkty do wód
podziemnych, kopalń likwidowanych poprzez zalewanie wyrobisk;
▪
obiektów zagrażających ilości, np. odwadnianych kopalń, długotrwałych odwodnień
budowlanych, innych urządzeń mogących powodować obniżenie poziomu wód
podziemnych.
Wyniki monitoringu, po ich interpretacji, służą ocenie stanu wód w odniesieniu do ich ilości
(zasobów) i chemizmu, dostarczają danych do podejmowania decyzji w zakresie ochrony wód
i środowiska przyrodniczego oraz skuteczności realizowanych w ich wyniku działań
ochronnych.
4. Przykład monitoringu wód podziemnych rynny brwinowskiej w powiecie
pruszkowskim
W centralnej części powiatu pruszkowskiego, przez Nadarzyn, Brwinów, Pruszków w
kierunku Józefowa i Leszna biegnie rynna brwinowska. Jest jedną z wielu czwartorzędowych
dolin kopalnych występujących na terenie Mazowsza, która wyróżnia się na tle innych
struktur wodonośnych tego obszaru dobrymi warunkami hydrogeologicznymi
umożliwiającymi eksploatację wód podziemnych w znacznych ilościach. Znajdujące się w jej
obrębie ujęcia wód podziemnych stanowią źródło zaopatrzenia w wodę licznych miast strefy
7
Użytkowy poziom wodonośny – warstwa spełniające określone kryteria ilościowe i jakościowe, z której w sposób trwały
można pobierać wodę dla zaopatrzenia ludności
podwarszawskiej: Pruszkowa, Brwinowa, Podkowy Leśnej, Nadarzyna, Komorowa,
Michałowic, Raszyna i innych.
Władze powiatu pruszkowskiego, zdając sobie sprawę z faktu, że intensywne
wykorzystywanie tego obszaru dla celów rozwijającego się budownictwa mieszkaniowego,
przemysłu i rolnictwa może zagrozić zasobom wód podziemnych, a w szczególności ich
jakości, postanowiły rozpoznać problem ich zagrożenia, a następnie przystąpić do ich ochrony
wykorzystując system monitoringu.
4.1 Ogólna koncepcja monitoringu
Ogólna koncepcja organizacji i funkcjonowania monitoringu zakłada, że ma on mieć
charakter monitoringu osłonowego dla obszaru rynny w obrębie powiatu
pruszkowskiego, a nie monitoringu poszczególnych ujęć wód podziemnych.
Monitoring ma współpracować z lokalnymi punktami sieci obserwacyjno-badawczej
wód podziemnych Państwowego Instytutu Geologicznego, lokalnymi monitoringami
osłonowymi poszczególnych ujęć i monitoringiem sanitarnym wód podziemnych oraz
ewentualnie monitoringami wód znajdujących się tutaj składowisk odpadów.
Monitoring rynny ma pełnić funkcje narzędzia dla zdobywania aktualnej informacji o
stanie wód podziemnych.
W związku z tym przyjęto, że monitoring realizowany ma być za pomocą monitoringu stanu
ilościowego i monitoringu stanu chemicznego wód podziemnych. Monitoring ilościowy wód
podziemnych służy przede wszystkim do identyfikacji:
położenia zwierciadła wód podziemnych (lub wydajności źródeł), obniżającego się
(zmniejszającego się w przypadku źródła) wskutek sczerpywania zasobów wód
podziemnych i zmian klimatycznych,
dostępności wód podziemnych do zaopatrywania ludzi w wodę oraz zaopatrywania
przemysłu wymagającego wody wysokiej jakości (przemysł spożywczy i
farmaceutyczny),
oceny stopnia sczerpania zasobów wód podziemnych oraz wielkości ich rezerw,
negatywnych oddziaływań na powiązane z wodami podziemnymi wody
powierzchniowe,
znaczących, negatywnych zmian zachodzących w ważnych, bezpośrednio zależnych
od wód podziemnych ekosystemach lądowych, w tym w uprawach,
przedostawania się (ingresji lub ascenzji) wód słonych albo zdegradowanych w
wyniku antropopresji, wskutek sczerpywania zasobów słodkich wód podziemnych.
Monitoring składu chemicznego wód podziemnych, realizowany jest na potrzeby określenia
ich stanu chemicznego, tj. jakości wód podziemnych oraz oceny trendu ich zmian. Monitoring
stanu chemicznego ma pozwolić na ocenę wód podziemnych w zakresie:
norm jakości mających zastosowanie na mocy właściwych aktów prawnych, w
szczególności dotyczących zaopatrzenia ludności w wodę do spożycia,
typu i tła chemicznego wód podziemnych,
klas jakości stosowanych w monitoringu wód podziemnych,
efektów ascenzji bądź ingresji wód słonych lub innych zdegradowanych, co może
zagrażać w przyszłości wykorzystywaniu tych wód,
ich wpływu na ekosystemy wód powierzchniowych i lądowe na takim poziomie, że
mogłyby prowadzić do nieosiągnięcia przez nie ustalonych celów środowiskowych,
lub spowodowania znacznych szkód w ekosystemach lądowych bezpośrednio
zależnych od wód podziemnych.
4.2 Program monitoringu
W programie monitoringu rynny brwinowskiej określono:
liczbę i zasady lokalizacji punktów badawczych, kryteria jakie powinny spełniać oraz
zakres prac adaptacyjnych koniecznych do wykonania aby przystosować istniejące już
punkty do prowadzenia w nich badań;
zakres i częstotliwość badań;
metodykę badań i system kontroli oraz zapewnienia ich jakości;
zasady interpretacji wyników monitoringu i oceny stanu wód;
zasady raportowania z przebiegu badań, opracowania sprawozdań i ocen oraz koszt
organizacji oraz funkcjonowania monitoringu.
Wskazanymi do monitoringu punktami były istniejące już otwory badawcze, studnie wiercone
eksploatowane oraz nieeksploatowane, a w wyjątkowych sytuacjach „wbijane” studnie
gospodarskie. Dla punktów tych przyjęto analogiczne wymagania lokalizacyjne i techniczne,
jak dla punktów Państwowego Monitoringu Środowiska. Punkty tak dobrano, że ujmowały
jeden z występujących tu poziomów wodonośnych, który w danym rejonie był głównym
użytkowym poziomem wodonośnym, najczęściej ujmowanym dla celów zaopatrzenia w wodę
lub najbardziej narażonym na zanieczyszczenie substancjami przenikającymi z powierzchni
terenu. Liczba punktów monitoringu w poszczególnych poziomach wodonośnych jest
odwrotnie proporcjonalna do głębokości stropu ujmowanej warstwy wodonośnej, miąższości
warstwy lub zespołu warstw izolujących ją od powierzchni terenu, a wprost proporcjonalna
do siły oddziaływań czynników naturalnych (zasilania infiltracyjnego, drenażu przez rzeki), a
w szczególności antropogenicznych w zakresie ilości (wielkości eksploatacji i odwodnień) i
chemizmu (np. zanieczyszczenia powierzchni terenu, ilości stosowanych środków
chemicznych ochrony roślin, nawozów, usuwania śliskości pośniegowej na drogach, emisji
pyłów i gazów itp.).
Przyjęto, że liczba punktów monitoringu jest iloczynem powierzchni badań (blisko 200 km
2
) i
założonej gęstości punktów (1 punkt na 10 km
2
), co daje, że powinno ich być nie mniej jak
20. Dla wskazania punktów monitoringu w ramach prac terenowych dokonano przeglądu
wszystkich znajdujących się w obrębie rynny otworów hydrogeologicznych, wytypowanych
wstępnie z baz danych (352 otwory). W terenie z tych punktów zidentyfikowano oraz
określono współrzędne GSP dla 206 otworów. Warunki punktu monitoringu ilości spełniało
55 otworów, monitoringu chemicznego 41 otworów. Stosując wyżej wymienione zasady
doboru punktów badawczych, ich rozlokowania w przestrzeni oraz w obrębie poszczególnych
poziomów wodonośnych wskazano do monitoringu stanu ilościowego 24 otwory, a do
monitoringu stanu chemicznego 25 otworów (patrz tabela 1). Ponieważ część punktów będzie
obserwowana w obu typach monitoringu, łączna ich liczba wynosiła będzie 31 punktów,
bowiem w 19 otworach prowadzone będą łącznie badania wskaźników ilościowych i
chemicznych. Wykaz punktów wskazanych do poszczególnych rodzajów monitoringu
zestawiono w tabeli 1.
Zaproponowano zakres monitoringu stanu ilościowego analogiczny do zakresu monitoringu
prowadzonego przez Państwową Służbę Hydrogeologiczną. Obejmował on będzie:
▪
pomiar położenia zwierciadła wód podziemnych, ocenę dostępnych do sczerpania
zasobów wód podziemnych, rozumianych, jako zasoby odnawialne pomniejszone o
przepływ biologiczny rzek i wodę niezbędną dla ekosystemów lądowych (można je
utożsamiać z zasobami dyspozycyjnymi lub perspektywicznymi) oraz zasobów
eksploatacyjnych ujęcia i ilość wód dozwolonej do poboru w pozwoleniach
wodnoprawnych,
[ Pobierz całość w formacie PDF ]