OCENA STABILNOŒCI SK£ADU CHEMICZNEGO...

14
Justyna MAZURKIEWICZ AGH, Akademia Górniczo-Hutnicza Wydzia³ Geologii, Geofizyki i Ochrony Œrodowiska Katedra Hydrogeologii i Geologii In¿ynierskiej 30-059 Kraków, al. Mickiewicza 30 e-mail: [email protected] Technika Poszukiwañ Geologicznych Geotermia, Zrównowa¿ony Rozwój nr 1/2012 OCENA STABILNOŒCI SK£ADU CHEMICZNEGO WÓD TERMALNYCH UDOSTÊPNIONYCH ODWIERTAMI BAÑSKA IG-1 i BAÑSKA PGP-1 STRESZCZENIE Wody termalne udostêpnione odwiertami Bañska IG-1 i Bañska PGP-1 ujmowane s¹ z utworów eocenu numulitowego i formacji mezozoicznych. Wody te wykorzystywane s¹ w ciep³ownictwie, balneologii i rekreacji. Analiza chemiczna wód wykonywana jest przez akredytowane laboratorium hydrogeochemiczne Akademii Gór- niczo-Hutniczej w Krakowie. W latach 2001–2012 zosta³o pobranych 55 próbek z otworu Bañska PGP-1 i 32 próbki z otworu Bañska IG-1. Mniejsza liczba analiz z odwiertu Bañska IG-1 zwi¹zana jest z czasowymi zatrzymaniami eksploatacji wody. Przedstawiona w niniejszej pracy ocena stabilnoœci sk³adu chemicznego tych wód obejmowa³a jony, których stê¿enie w badanych wodach przekracza³o 20% mval/dm 3 . By³y to jony: siarczanowy, chlorkowy, sodowy i wapniowy. Do weryfikacji rozk³adu danych u¿yto procedury eksploracji dostêpnej w programie IBM SPSS Statistics. Otrzymane wyniki przedstawiono w postaci kart kontrolnych. Analiza statystyczna pozwoli³a na wyci¹gniêcie wniosku o zawieraniu siê stê¿eñ g³ównych sk³adników w przedziale x x - + 2 2 s s , , co czyni je stabilnymi. S£OWA KLUCZOWE Bañska IG-1, Bañska PGP-1, sk³ad chemiczny wód, stabilnoœæ *** WPROWADZENIE Wody termalne udostêpnione odwiertami Bañska IG-1 i Bañska PGP-1 ujmowane s¹ z utworów eocenu numulitowego i formacji mezozoicznych. S¹ to wody typu SO 4 -Cl-Na-Ca o mineralizacji do oko³o 3 g/dm 3 (tab. 1). Wody te wykorzystywane s¹ w ciep³ownictwie, balneologii i rekreacji (Kêpiñska 2004, 2009; Tomaszewska 2009). Mo¿liwe jest równie¿ uzdatnianie tych wód w celach pitnych lub gospodarczych (Bujakowski, Tomaszewska 2007; Tomaszewska 2009, 2011; Tomaszewska, Bodzek 2012). 23

Transcript of OCENA STABILNOŒCI SK£ADU CHEMICZNEGO...

Page 1: OCENA STABILNOŒCI SK£ADU CHEMICZNEGO …yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-article-BPZ...Dane zosta³y opracowane w programie IBM SPSS Statistics v.19PL. ...

Justyna MAZURKIEWICZAGH, Akademia Górniczo-HutniczaWydzia³ Geologii, Geofizyki i Ochrony ŒrodowiskaKatedra Hydrogeologii i Geologii In¿ynierskiej30-059 Kraków, al. Mickiewicza 30e-mail: [email protected]

Technika Poszukiwañ GeologicznychGeotermia, Zrównowa¿ony Rozwój nr 1/2012

OCENA STABILNOŒCI SK£ADU CHEMICZNEGO WÓD TERMALNYCH

UDOSTÊPNIONYCH ODWIERTAMI BAÑSKA IG-1 i BAÑSKA PGP-1

STRESZCZENIE

Wody termalne udostêpnione odwiertami Bañska IG-1 i Bañska PGP-1 ujmowane s¹ z utworów eocenunumulitowego i formacji mezozoicznych. Wody te wykorzystywane s¹ w ciep³ownictwie, balneologii i rekreacji.Analiza chemiczna wód wykonywana jest przez akredytowane laboratorium hydrogeochemiczne Akademii Gór-niczo-Hutniczej w Krakowie. W latach 2001–2012 zosta³o pobranych 55 próbek z otworu Bañska PGP-1 i 32próbki z otworu Bañska IG-1. Mniejsza liczba analiz z odwiertu Bañska IG-1 zwi¹zana jest z czasowymizatrzymaniami eksploatacji wody.

Przedstawiona w niniejszej pracy ocena stabilnoœci sk³adu chemicznego tych wód obejmowa³a jony, którychstê¿enie w badanych wodach przekracza³o 20% mval/dm3. By³y to jony: siarczanowy, chlorkowy, sodowyi wapniowy. Do weryfikacji rozk³adu danych u¿yto procedury eksploracji dostêpnej w programie IBM SPSSStatistics. Otrzymane wyniki przedstawiono w postaci kart kontrolnych. Analiza statystyczna pozwoli³a nawyci¹gniêcie wniosku o zawieraniu siê stê¿eñ g³ównych sk³adników w przedziale x x� �2 2� �, , co czyni jestabilnymi.

S£OWA KLUCZOWE

Bañska IG-1, Bañska PGP-1, sk³ad chemiczny wód, stabilnoœæ

* * *

WPROWADZENIE

Wody termalne udostêpnione odwiertami Bañska IG-1 i Bañska PGP-1 ujmowane s¹z utworów eocenu numulitowego i formacji mezozoicznych. S¹ to wody typu SO4-Cl-Na-Cao mineralizacji do oko³o 3 g/dm3 (tab. 1). Wody te wykorzystywane s¹ w ciep³ownictwie,balneologii i rekreacji (Kêpiñska 2004, 2009; Tomaszewska 2009). Mo¿liwe jest równie¿uzdatnianie tych wód w celach pitnych lub gospodarczych (Bujakowski, Tomaszewska2007; Tomaszewska 2009, 2011; Tomaszewska, Bodzek 2012).

23

Page 2: OCENA STABILNOŒCI SK£ADU CHEMICZNEGO …yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-article-BPZ...Dane zosta³y opracowane w programie IBM SPSS Statistics v.19PL. ...

Woda termalna z odwiertu Bañska PGP-1 po oddaniu ciep³a na wymiennikach ciep³aw Ciep³owni Geotermalnej nale¿¹cej do PEC Geotermia Podhalañska, zostaje wykorzystanaw basenach termalnych „Term Podhalañskich”. Wody odwiertu Bañska IG-1 wykorzysty-wane s¹ w piêciostopniowym systemie kaskadowym Laboratorium IGSMiE PAN (Kêpiñska2004; Chowaniec 2009a; Tomaszewska 2011).

Wody termalne Bañska IG-1 i Bañska PGP-1 posiadaj¹ w³aœciwoœci lecznicze podwzglêdem temperatury, mineralizacji i zawartoœci sk³adników swoistych: siarki dwuwar-toœciowej i krzemionki zgodnie z Rozporz¹dzeniem Rady Ministrów z dnia 14 lutego 2006 r.(RRM 2006) obowi¹zuj¹cym do 1 stycznia 2012 r. i Rozporz¹dzeniem Ministra Zdrowiaz dnia 13 kwietnia 2006 r. (RMZ 2006) (tab. 2), oraz kryteriami okreœlonymi w nowejustawie z dnia 9.06.2011 r. Prawo geologiczne i górnicze (PGG 2011; Tomaszewska,Ho³ojuch 2012). Zgodnie z powy¿szymi uregulowaniami prawnymi wod¹ termaln¹ jestwoda, której temperatura na wyp³ywie wynosi nie mniej ni¿ 20�C (RRM 2006). Parametrywód leczniczych powinny charakteryzowaæ siê stabilnoœci¹ w czasie. Za dopuszczalnyzakres wahañ parametrów wód leczniczych podaje siê (Ciê¿kowski i in. 2007):

x x� �2 2� �,

x – wartoœæ œrednia danego parametru,� – odchylenie standardowe.

Wartoœci stê¿eñ makrosk³adników decyduj¹ce o typie hydrogechemicznym s¹ wy¿sze odwartoœci granicznych podanych w obowi¹zuj¹cych przepisach prawnych. Zgodnie z RRM(2006, obowi¹zuj¹cym do 1 stycznia 2012 r.) i RMZ (2006) „wartoœæ œrednia stê¿eñpomniejszona o podwójne odchylenie standardowe musi byæ co najmniej równa wartoœcigranicznej sk³adnika chemicznego” (Szczepañska i in. 2009).

Szczegó³owa procedura weryfikacji stabilnoœci sk³adu chemicznego wód zosta³a przed-stawiona w pracy Szczepañskiej i in. (2009).

CHARAKTERYSTYKA OBSZARU BADAÑ

Bañska IG-1(5261,0 m) to najg³êbszy na terenie niecki podhalañskiej otwór eksploa-tuj¹cy wodê termaln¹, wykonany w latach 1979–1981. Jest to otwór produkcyjny, któryz odwiertem ch³onnym Bia³y Dunajec PAN-1 tworzy³ do 2001 r. dublet geotermalny. Rol¹dubletu by³o zaopatrywanie w ciep³o budynków indywidualnych, szko³y, koœcio³a orazkaskady IGSMiE PAN. W latach 1996–1997 wykonane zosta³y odwierty Bañska PGP-1i Bia³y Dunajec PGP-2, które rozszerzy³y dublet (Kêpiñska 2004).

24

Page 3: OCENA STABILNOŒCI SK£ADU CHEMICZNEGO …yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-article-BPZ...Dane zosta³y opracowane w programie IBM SPSS Statistics v.19PL. ...

Budowa geologiczna

Odwierty Bañska IG-1 i Bañska PGP-1 s¹ bezpoœrednio zwi¹zane z podhalañskimsystemem geotermalnym. Niecka Podhalañska po³o¿ona jest pomiêdzy Tatrami na po³udniua Pieniñskim Pasem Ska³kowym na pó³nocy.

System ten buduj¹ dwa elementy geologiczno-strukturalne (Kêpiñska 2009):– formacja paleogenu (flisz podhalañski, eocen górny–oligocen) stanowi¹ca izolacyjn¹

pokrywê dla poziomów wodonoœnych i seria eocenu wêglanowego (numulitowego,eocen œrodkowy–górny) stanowi¹ca strop ska³ zbiornikowych,

– formacje mezozoiczne (trias dolny–jura–kreda œrodkowa) z poziomami wód termalnych.

Warunki hydrogeologiczne

Hydrogeologia obszaru badañ œciœle zwi¹zana jest z warunkami geologicznymi, morfo-logicznymi i klimatycznymi. Wody zwyk³e wystêpuj¹ w krystaliniku, mezozoiku i eoceniewêglanowym, jak równie¿ w utworach czwartorzêdowych (Ma³ecka 1981). System geoter-malny zawiera kilka poziomów wodonoœnych. Ska³y zbiornikowe buduj¹ utwory eocenuwêglanowego, wapienie i dolomity triasu oraz ska³y wêglanowe i piaskowce jury (Soko-³owski i in. 1992). Obszarem zasilania wód termalnych s¹ Tatry. Przep³yw odbywa siê napó³nocny wschód i pó³nocny zachód i uwarunkowany jest przez nieprzepuszczaln¹ barierêw postaci Pieniñskiego Pasa Ska³kowego. Jest to system artezyjski, w którym prêdkoœæi intensywnoœæ przep³ywu maleje ku pó³nocy (Kêpiñska 2004). Wody termalne analizo-wanego obszaru s¹ g³ównie wodami infiltracyjnymi, o stosunkowo niskiej mineralizacji odkilkudziesiêciu do oko³o 3 g/dm3 (tab. 1) (Kêpiñska, Wieczorek 2011).

METODYKA BADAÑ

Analiza chemiczna z odwiertów Bañska IG-1, Bañska PGP-1 wykonywana jest przezAkademiê Górniczo-Hutnicz¹ w Krakowie na zlecenie Geotermii Podhalañskiej. W latach2001–2012 zosta³o pobranych 55 próbek z otworu Bañska PGP-1 i 32 próbki z otworuBañska IG-1. Mniejsza liczba analiz z odwiertu Bañska IG-1 zwi¹zana jest z czasowymizatrzymaniami eksploatacji wody, w okresie zimowym. Próbki pobierane s¹ w systemiekwartalnym przez pracowników Zak³adu Górniczego PEC Geotermia Podhalañska S.A.zgodnie z procedur¹ dotycz¹c¹ poboru próbek opisan¹ w normie PN-ISO 5667-11:2004.Woda po odpuszczeniu nalewana jest do butelek PET i wysy³ana do laboratorium. Akre-dytowane Laboratorium KGHI AGH w Krakowie (certyfikat akredytacji PCA nr AB 1050)oznacza w tych próbkach 21 sk³adników (2012 r.). Analizowane w niniejszej pracy wskaŸ-niki: SO4

2-, Na+ i Ca2+ oznaczane s¹ metod¹ ICP-OES – atomowej spektrometrii emisyjnejze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie sprzê¿onej, za pomoc¹ spektrometru Optima 7300 DVfirmy Perkin Elmer oraz Cl– metod¹ miareczkow¹, zgodnie z procedur¹ zawart¹ w normie

25

Page 4: OCENA STABILNOŒCI SK£ADU CHEMICZNEGO …yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-article-BPZ...Dane zosta³y opracowane w programie IBM SPSS Statistics v.19PL. ...

26

Ta

bel

a1

Pa

ram

etry

hyd

rog

eolo

gic

zne

od

wie

rtó

wB

ska

IG-1

iB

ska

PG

P-1

zw

od

am

ite

rma

lnym

i(C

ho

wa

nie

c2

00

9,

zmie

nio

ne)

Ta

ble

1

Hyd

rog

eolo

gic

al

pa

ram

eter

so

fB

an

ska

IG-1

iB

an

ska

PG

P-1

wit

hth

erm

al

wa

ters

Naz

wa

otw

oru

G³ê

boko

Ͼot

wor

uw

ysok

oϾ

n.p.

m.

[m]

Cha

rakt

erys

tyka

piêt

raw

odon

oœne

goC

hem

izm

wód

stra

tygr

afia

stro

psp

¹g[m

]

g³êb

okoœ

ædo

zw.w

ody

wyd

ajno

Ͼ[m

3 /h]

depr

esja

[m]

tem

pera

tura

na

wyp

³yw

ie[�

C]

sum

ask

³adn

ików

sta³

ych

[g/d

m3 ]

typ

p.p.

t.[m

]n.

p.m

.[m

]

Bañ

ska

IG-1

5261

,067

9,0

Pg,

T25

65,0

>33

45+

270,

094

9,0

120,

018

5,0

822,

69S

O4-

Cl-

Na-

Ca

Bañ

ska

PG

P-1

3242

,067

2,0

Pg,

T27

31,0

3240

,0+

261,

0*93

3,3

550,

030

,086

3,12

SO

4-C

l-N

a-C

a

*W

ysok

oϾ

zwie

rcia

d³a

ote

mp.

20�C

Ta

bel

a2

Wa

rto

œci

pa

ram

etró

wfi

zyko

chem

iczn

ych

na

da

j¹cy

chw

³asn

oœc

ile

czn

icze

wo

do

mte

rma

lnym

Po

dh

ala

(Kêp

iñsk

a,

Ci¹

g³o

20

08

)

Ta

ble

2

Th

eva

lues

of

ph

ysic

al

an

dch

emic

al

pa

ram

eter

sre

sult

ing

incu

rati

vefe

atu

res

of

the

Po

dh

ale

Naz

wa

otw

oru

Zat

wie

rdzo

neza

soby

[m3 /

h]

Par

amet

ryde

cydu

j¹ce

ole

czni

czym

char

akte

rze

wod

y

Naz

wa

wod

yte

mpe

ratu

rana

wyp

³yw

ie

[�C

]m

iner

aliz

acja

[mg/

dm3 ]

sk³a

dnik

isw

oist

e[m

g/dm

3 ]

Bañ

ska

IG-1

120

8226

90S

2–=

2,0–

3,5

H2S

iO3

=94

,37–

95,0

2si

arcz

kow

a,kr

zem

owa,

term

alna

Bañ

ska

PG

P-1

550

8631

22S

2–=

29,1

–13,

4H

2SiO

3=

94,4

–95,

0si

arcz

kow

a,kr

zem

owa,

term

alna

Page 5: OCENA STABILNOŒCI SK£ADU CHEMICZNEGO …yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-article-BPZ...Dane zosta³y opracowane w programie IBM SPSS Statistics v.19PL. ...

PN-EN ISO 11885:2009. W wodach zosta³a stwierdzona obecnoœæ H2S, jednak aktualnie nieprowadzi siê analiz pod tym k¹tem.

OCENA ZMIAN SK£ADU CHEMICZNEGO WÓD

Ocena zmian sk³adu chemicznego wód udostêpnionych odwiertem Bañska IG-1 i BañskaPGP-1 zosta³a przeprowadzona dla czterech sk³adników g³ównych SO

42� , Cl–, Na+ i Ca2+,

dla wartoœci przeliczonych na % mval/dm3. Analizie zosta³y poddane dane z lat 2001–2012.Dane zosta³y opracowane w programie IBM SPSS Statistics v.19PL.

Identyfikacja obserwacji odstaj¹cych i weryfikacja rozk³adu danych

Identyfikacjê obserwacji odstaj¹cych przedstawiono na wykresach skrzynkowych z w¹-sami (Box-and-Whisker Plots) (przyk³ady tych wykresów przedstawiaj¹ rys. 1 i rys. 2).W obrêbie skrzynki znajduje siê 50% wartoœci cech. Skrzynka przedstawia medianê (liniaœrodkowa), pierwszy (dolny) i trzeci kwartyl (górny), w¹sy (le¿¹ce w odleg³oœci 1,5 d³ugoœciskrzynki) oraz wartoœci odstaj¹ce (le¿¹ce w odleg³oœci 1,5–3 d³ugoœci skrzynki do dolneji górnej krawêdzi). Ró¿nica miêdzy krawêdziami skrzynki jest równa jej d³ugoœci (rozstêpmiêdzykwartylowy) (Malarska 2005; Szczepañska i in. 2009).

W ¿adnym z analizowanych wykresów nie obserwuje siê wartoœci skrajnych, natomiastw niektórych przypadkach wystêpuj¹ pojedyncze wartoœci odstaj¹ce (etykiety wskazuj¹numer obserwacji w bazie danych). Rozk³ad stê¿eñ kationów (Na+, Ca2+) odwiertu IG-1

27

Rys. 1. Wykresy typu skrzynkowego dla Cl–, Na+ – Bañska IG-1

Fig. 1. Box-and-Whisker Plots for Cl–, Na+ – Banska IG-1

Page 6: OCENA STABILNOŒCI SK£ADU CHEMICZNEGO …yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-article-BPZ...Dane zosta³y opracowane w programie IBM SPSS Statistics v.19PL. ...

i jonów (SO42� , Cl–, Na+, Ca2+) odwiertu PGP-1 s¹ symetryczne (lub zbli¿one do symetry-

cznego), w pozosta³ych przypadkach widoczna jest lekka asymetria (Malarska 2005).Weryfikacja rozk³adu danych zosta³a przeprowadzona z wykorzystaniem procedury

eksploracji programu IBM SPSS Statistics (test Shapiro-Wilka – tab. 3). Wartoœci istotnoœciwiêksze od 0,05 wskazuj¹ na rozk³ad normalny (Szczepañska i in. 2009). Stê¿enia posz-czególnych sk³adników g³ównych: SO

42� , Cl–, Na+ i Ca2+ zmierzone w wodach z badanych

odwiertów charakteryzuj¹ siê rozk³adem normalnym (tab. 3).

28

Rys. 2. Wykresy typu skrzynkowego dla Cl–, Na+ – Bañska PGP-1

Fig. 2. Box-and-Whisker Plots for SO42�, Cl–, Na+ i Ca2+ – Banska PGP-1

Tabela 3

Test Shapiro-Wilka normalnoœci rozk³adu dla analizowanych wskaŸników w wodach otworu Bañska

IG-1 i Bañska PGP-1

Table 3

The Shapiro-Wilk Testes of normal distribution for examined components of water from the hole

Banska IG-1 and Banska PGP-1

WskaŸnikiBañska IG-1

StatystykaShapiro-Wilka

IstotnoœæWskaŸniki

Bañska PGP-1Statystyka

Shapiro-WilkaIstotnoϾ

SO42� [%mval/dm3] 0,991 0,948 SO4

2� [%mval/dm3] 0,963 0,325

Cl– [%mval/dm3] 0,991 0,955 Cl– [%mval/dm3] 0,960 0,273

Na+ [%mval/dm3] 0,980 0,500 Na+ [%mval/dm3] 0,987 0,952

Ca2+ [%mval/dm3] 0,959 0,059 Ca2+ [%mval/dm3] 0,961 0,287

Page 7: OCENA STABILNOŒCI SK£ADU CHEMICZNEGO …yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-article-BPZ...Dane zosta³y opracowane w programie IBM SPSS Statistics v.19PL. ...

Analiza kart kontrolnych

Karty kontrolne pojedynczych pomiarów stê¿eñ sk³adników g³ównych (przeliczonych na% mval/dm3) w otworach Bañska IG-1 i Bañska PGP-1 przedstawiaj¹ rysunki 3–10.

Na ka¿dej z kart naniesiona jest linia centrala (CL), granice kontrolne i granice ostrze-gawcze. Linia centralna (CL) po³o¿ona jest na wysokoœci wartoœci œredniej analizowanychwyników, zasadnicze granice kontrolne (UCL, LCL) naniesione zosta³y w odleg³oœci ±3odchylenia standardowe od linii centralnej (CL), natomiast granice ostrzegawcze (UWL,

LWL) w odleg³oœci ±2 odchylenia standardowe od linii centralnej. O jakoœci kontrolowanegoparametru decyduje po³o¿enie punktów wzglêdem granic kontrolnych. Punkty przekra-czaj¹ce zasadnicze granice kontrolne mog¹ œwiadczyæ o wystêpowaniu b³êdów grubych.Zasady konstrukcji i interpretacji kart kontrolnych oraz mo¿liwoœci ich zastosowania doanaliz danych hydrogeochemicznych przedstawione s¹ w pracy (Szczepañska, Kmiecik2005).

Zgodnie z Rozporz¹dzeniem Ministra Zdrowia (2006) udzia³y iloœciowe jonów musz¹przekraczaæ 20% mval/dm3, zatem wartoœæ ta zosta³a naniesiona na karty w postaci liniireferencyjnej.

Na analizowanych kartach kontrolnych wiêkszoœæ punktów mieœci siê w przedziale ±2�,natomiast pojedyncze punkty przekraczaj¹ zasadnicze linie kontrolne ±3�. Przewa¿aj¹ca

29

Rys. 3. Stê¿enie siarczków (SO42�) w wodzie w odwiercie Bañska IG-1. Karta kontrolna

pojedynczych pomiarów

Fig. 3. Concentration of SO42� in the water of Banska IG-1. Control chart of individual values

Page 8: OCENA STABILNOŒCI SK£ADU CHEMICZNEGO …yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-article-BPZ...Dane zosta³y opracowane w programie IBM SPSS Statistics v.19PL. ...

30

Rys. 4. Stê¿enie chlorków (Cl–) w wodzie w odwiercie Bañska IG-1. Karta kontrolna pojedynczych

pomiarów

Fig. 4. Concentration of Cl– in the water of Banska IG-1. Control chart of individual values

Rys. 5. Stê¿enie sodu (Na+) w wodzie w odwiercie Bañska IG-1. Karta kontrolna pojedynczych

pomiarów

Fig. 5. Concentration of Na+ in the water of Banska IG-1. Control chart of individual values

Page 9: OCENA STABILNOŒCI SK£ADU CHEMICZNEGO …yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-article-BPZ...Dane zosta³y opracowane w programie IBM SPSS Statistics v.19PL. ...

31

Rys. 6. Stê¿enie wapnia (Ca2+) w wodzie w odwiercie Bañska IG-1. Karta kontrolna pojedynczych

pomiarów

Fig. 6. Concentration of Ca2+ in the water of Banska IG-1. Control chart of individual values

Rys. 7. Stê¿enie siarczków (SO42�) w wodzie w odwiercie Bañska PGP-1. Karta kontrolna

pojedynczych pomiarów

Fig. 7. Concentration of SO42� in the water of Banska IG-1. Control chart of individual values

Page 10: OCENA STABILNOŒCI SK£ADU CHEMICZNEGO …yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-article-BPZ...Dane zosta³y opracowane w programie IBM SPSS Statistics v.19PL. ...

32

Rys. 9. Stê¿enie sodu (Na+) w wodzie w odwiercie Bañska PGP-1. Karta kontrolna pojedynczych

pomiarów

Fig. 9. Concentration of Na+ in the water of Banska IG-1. Control chart of individual values

Rys. 8. Stê¿enie chlorków (Cl–) w wodzie w odwiercie Bañska PGP-1. Karta kontrolna

pojedynczych pomiarów

Fig. 8. Concentration of Cl– in the water of Banska IG-1. Control chart of individual values

Page 11: OCENA STABILNOŒCI SK£ADU CHEMICZNEGO …yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-article-BPZ...Dane zosta³y opracowane w programie IBM SPSS Statistics v.19PL. ...

liczba punktów le¿y w granicach kontrolnych, jest równomiernie rozrzucona wokó³ liniicentralnej, co tym samym œwiadczy o stabilnoœci analizowanych sk³adników (rys. 3–10).

We wszystkich analizowanych przypadkach wartoœæ œrednia pomniejszona o podwójneodchylenie standardowe (LWL – dolna granica ostrzegawcza) jest wiêksza od wartoœcigranicznej podanej w obowi¹zuj¹cych przepisach prawnych.

PODSUMOWANIE

Niniejsza praca przedstawia analizê czterech sk³adników g³ównych (SO42� , Cl–, Na+

i Ca2+) w wodach udostêpnionych odwiertem Bañska IG-1 i Bañska PGP-1. Ocena sta-bilnoœci zosta³a wykonana za pomoc¹ procedury eksploracji programu IBM SPSS z za-stosowaniem metodyki przyjêtej przez Ciê¿kowskiego i in. (2007) dla wód leczniczych.

Analiza kart kontrolnych wykaza³a, ¿e stê¿enia sk³adników g³ównych w wodach od-wiertów Bañska IG-1 i Bañska PGP-1, mieszcz¹ siê w przedziale x x� �2 2� �, . Tylkopojedyncze punkty przekraczaj¹ zasadnicze linie kontrolne. Jednak przewa¿aj¹ca liczbapunktów mieœci siê w granicach ±3�, zatem analizowane wskaŸniki mo¿na uznaæ za stabilne.Wszystkie analizowane sk³adniki mieszcz¹ siê w zakresie wahañ parametrów jakoœciowychwzglêdem wartoœci granicznych (wartoœæ œrednia pomniejszona o podwójne odchyleniestandardowe jest wiêksza od wartoœci granicznej.

33

Rys. 10. Stê¿enie wapnia (Ca2+) w wodzie w odwiercie Bañska PGP-1. Karta kontrolna

pojedynczych pomiarów

Fig. 10. Concentration of Ca2+ in the water of Banska IG-1. Control chart of individual values

Page 12: OCENA STABILNOŒCI SK£ADU CHEMICZNEGO …yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-article-BPZ...Dane zosta³y opracowane w programie IBM SPSS Statistics v.19PL. ...

PODZIÊKOWANIAAutorka artyku³u sk³ada serdeczne podziêkowania Panu Wojciechowi Wartakowi, za

udostêpnienie danych do niniejszej pracy.

LITERATURA

BUJAKOWSKI W., TOMASZEWSKA B., 2007 — Program prac zmierzaj¹cych do oceny mo¿liwoœci uzdat-

niania wód termalnych. Technika Poszukiwañ Geologicznych. Geotermia, Zrównowa¿ony Rozwój 2/2007.

Wyd. IGSMiE PAN, Kraków.

CIʯKOWSKI W., KIE£CZAWA B., LATOUR T., LIBER E., PRZYLIBSKI T.A., SZIWA D., ¯AK S., 2007 —

Dopuszczalne wahania eksploatacyjnych i fizyczno-chemicznych parametrów wód leczniczych, Oficyna

Wydaw. PWroc., Wroc³aw.

CHOWANIEC J., 2003 — Wody podziemne niecki podhalañskiej. [W:] Wspó³czesne problemy hydrogeologii

t. 11, cz. 1, 45–53, Gdañsk.

CHOWANIEC J., 2009 — Stadium Hydrogeologii zachodniej czêœci Karpat polskich. [W: ]Hydrogeologia z. VIII,

Nr 434, Biuletyn Pañstwowego Instytutu Geologicznego, Warszawa.

CHOWANIEC J., 2009a — Hydrogeologia Tatr i Podhala oraz zagadnienia geotermii. Budowa geologiczna Tatr

i Podhala ze szczególnym uwzglêdnieniem zjawisk geotermalnych na Podhalu [W:] LXXIX Zjazd Naukowy

Polskiego Towarzystwa Geologicznego, PIG.

KÊPIÑSKA B., 2004 — Podhalañski system geotermalny i projekt ciep³owniczy – przegl¹d problematyki. [W:]

Miêdzynarodowe Dni Geotermalne Polska 2004 (pod red. Kêpiñska B., Papowski K.), Kraków-Skopje.

KÊPIÑSKA B., 2009 — Znaczenie badañ podhalañskiego systemu geotermalnego dla eksploatacji wód geoter-

malnych. [W:] Technika Poszukiwañ Geologicznych R.48, nr 2, 29–48, Kraków.

KÊPIÑSKA B., CI¥G£O J., 2008 — Mo¿liwoœci zagospodarowania wód geotermalnych Podhala do celów

balneoterapeutycznych i rekreacyjnych. Kwartalnik AGH, Geologia, Kraków.

KÊPIÑSKA B., WIECZOREK, 2011 — Charakterystyka geologiczno-z³o¿owa podhalañskiego systemu geoter-

malnego. [W:] Atlas zasobów wód i energii geotermalnej Karpat Zachodnich (pod. red. Górecki W.), Kraków.

MALARSKA A., 2005 — Statystyczna analiza danych wspomagana programem SPSS. Kraków.

PGG, 2011 — Ustawa z dnia 9.06.2011 r. Prawo geologiczne i górnicze (Dz. U. z 2011 r. Nr 163, poz. 981).

PN-EN ISO 11885:2009 — Jakoœæ wody. Oznaczanie wybranych pierwiastków metod¹ optycznej spektrometrii

emisyjnej z plazm¹ wzbudzon¹ indukcyjnie (ICP-OES). Polski Komitet Normalizacyjny, Warszawa.

PN-ISO 5667-11:2004 — Pobieranie próbek – Czêœæ 11 – Wytyczne dotycz¹ce pobierania próbek wód pod-

ziemnych. Polski Komitet Normalizacyjny, Warszawa.

RMZ 2006 — Rozporz¹dzenie Ministra Zdrowia z dnia 13 kwietnia 2006 r. w sprawie zakresu badañ niezbêdnych

do ustalenia w³aœciwoœci leczniczych naturalnych surowców leczniczych i w³aœciwoœci leczniczych klimatu,

kryteriów ich oceny oraz wzoru œwiadectwa potwierdzaj¹cego te w³aœciwoœci, Dz. U. Nr 80, poz. 565.

RRM 2006 — Rozporz¹dzenie Rady Ministrów z dnia 14 lutego 2006 r. w sprawie z³ó¿ wód podziemnych

zaliczanych do solanek, wód leczniczych i termalnych oraz z³ó¿ innych kopalin leczniczych, a tak¿e zaliczania

kopalni pospolitych z okreœlonych z³ó¿ lub jednostek geologicznych do kopalin podstawowych, Dz. U. Nr 32,

poz. 220 – obowi¹zuj¹ce do 1 stycznia 2012 r.

SOKO£OWSKI J., 1992 — Dokumentacja geosynoptyczna otworu geotermalnego Bañska IG-1. Geosynoptyka

i Geotermia t. 1, PAN CPPGSMiE, Kraków.

34

Page 13: OCENA STABILNOŒCI SK£ADU CHEMICZNEGO …yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-article-BPZ...Dane zosta³y opracowane w programie IBM SPSS Statistics v.19PL. ...

SZCZEPAÑSKA J., KMIECIK E., 2005 — Ocena stanu chemicznego wód podziemnych w oparciu o wyniki

badañ monitoringowych. Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków.

SZCZEPAÑSKA J., KMIECIK E., DRZYMA£A M., 2009 — Ocena stabilnoœci sk³adu chemicznego wód

leczniczych ze Zdroju G³ównego w Krzeszowicach. [W:] Biuletyn Pañstwowego Instytutu Geologicznego,

nr 436, 497–506, Kraków.

TOMASZEWSKA B., 2009 — Uzdatnianie wód termalnych ujêtych otworem Bañska IG-1 do celów pitnych jako

jeden z kierunków ich kompleksowego wykorzystania. Technika Poszukiwañ Geologicznych Geotermia

Zrównowa¿ony Rozwój 2/2009. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków.

TOMASZEWSKA B., 2011 — The use of ultrafiltration and reverse osmosis in the desalination of low mineralized

geothermal waters. Archives of Environmental Protection 37/3, 63–77.

TOMASZEWSKA B., BODZEK M., 2012 — Desalination of geothermal water using hybrid UF-RO process.

Part I: Boron removal in pilot-scale tests. Desalination doi:10.1016/j.desal.2012.05.029.

TOMASZEWSKA B., HO£OJUCH G., 2012 — Pozyskanie energii geotermalnej w œwietle nowych uregulowañ

prawnych. Biuletyn Pañstwowego Instytutu Geologicznego , 448 (2), 281–284.

ASSESSMENT OF STABILITY OF THERMAL WATERS CHEMICAL

COMPOSITION FROM BANSKA IG-1 AND PGP-1

ABSTRACT

The waters from Banska IG-1 and Banska PGP-1 intakes from Nmmulitid Eocene and Mezozoic formations.Thermal waters are used in heating, recreation and balneology. The chemical analysis of waters is carried out inAGH (University of Science and Technology in Cracow). From 2001 to 2012, 55 samples from Banska PGP-1 and32 samples from Banska IG-1 were collected. The lower number of results from Banska IG-1 is related toa temporary retention in water exploitation.

The assessment of stability was performed for components with concentration higher than 20% mval/dm3

(SO42� , Cl–, Na+, Ca2+) in each hole. IBM SPSS Statistic Exploration was used for the verification of data

distribution. Control charts were used to represent obtained results. The statistical analysis allows to conclude thatthe content of main components (SO4

2� , Cl–, Na+, Ca2+) is within range ±2� (most values), so it can be regarded asstable.

KEY WORDS

Banska IG-1, Banska PGP-1, chemical composition of waters, stability

Page 14: OCENA STABILNOŒCI SK£ADU CHEMICZNEGO …yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.baztech-article-BPZ...Dane zosta³y opracowane w programie IBM SPSS Statistics v.19PL. ...