BADANIA ZAWARTOŚCI WYBRANYCH NIEORGANICZNYCH JONÓW, METALI ORAZ ZWIĄZKÓW ORGANICZNYCH W WODACH POWIERZCHNIOWYCH NA TERENACH WYBRANYCH UJĘĆ WODY GÓRNOŚLĄSKIEGO PRZEDSIĘBIORSTWA WODOCIĄGÓW S.A. W KATOWICACH Autorzy Rajmund Michalski, Joanna Kończyk, Magdalena Kozak, Joanna Kernert, Paulina Pecyna Piotr Cieślik, Marta Nowicka, Agnieszka Sapalska 1 Spis treści 1. Wprowadzenie - streszczenia tematów realizowanych w okresie czerwiec 2017 - maj 2018 Temat 1 Badania zmienności stężeń metali i metaloidów w wodach powierzchniowych w wybranych punktach pomiarowych na terenie zlewni wód ujmowanych przez stacje Górnośląskiego Przedsiębiorstwa Wodociągów S.A. w Katowicach ……………..……………3 Temat 2 Wpływ wybranych organicznych zanieczyszczeń komunikacyjnych na jakość wody w zlewniach wód ujmowanych do uzdatniania przez stacje wodociągowe Górnośląskiego Przedsiębiorstwa Wodociągów S.A. w Katowicach ……………………………………………..………4 Temat 3 Główne nieorganiczne jony oraz chlorany(VII) w wodach powierzchniowych pobieranych w okolicach lotniska Katowice-Pyrzowice …………..……..………………..…………5 2. Część eksperymentalna .....................................................................................................6 2.1 Punkty pobierania próbek…………..…………………………………………………………..………………..……6 2.2 Zastosowane metody badawcze…………………………………….………..…………………….………………7 3. Wyniki badań ……………..…………………………………………………………………………………………………8 3.1 Stężenia wybranych metali i metaloidów……………………………….……..…………..…………………..8 3.2 Stężenia substancji ropopochodnych i WWA..……………………….…………….….….……..………..17 3.3 Stężenia nieorganicznych anionów oraz kationów……………………………….……………….……..26 3.4 Raporty z badań 4. Podsumowanie i wnioski ……………………………………………………….….…………..…………………..31 4.1 Temat 1 …………………………………………………………………..………………….……….………………………31 4.2 Temat 2 ……………………………………………………………………………………………………………….………32 4.3 Temat 3 ……………………………………………………………………………………………………………………….33 5. Podziękowania ……………………………………………………………..……………………………………………..34 6. Dane surowe ……………………………………………………………….………………………………………………35 6.1 Tabela 1. Wyniki badań zawartości wybranych metali i metaloidów w wodach ……….….35 6.2 Tabela 2. Wyniki badań zawartości substancji ropopochodnych i WWA w wodach ……..42 6.3 Tabela 3. Wyniki badań zawartości nieorganicznych anionów oraz kationów w wodach47 2 1. Wprowadzenie Streszczenia tematów realizowanych w okresie czerwiec 2017 - maj 2018 Temat 1 BADANIA ZMIENNOŚCI STĘŻEŃ METALI I METALOIDÓW W WODACH POWIERZCHNIOWYCH W WYBRANYCH PUNKTACH POMIAROWYCH NA TERENIE ZLEWNI WÓD UJMOWANYCH PRZEZ STACJE GÓRNOŚLĄSKIEGO PRZEDSIĘBIORSTWA WODOCIĄGÓW S.A. W KATOWICACH Rajmund Michalski 1, Joanna Kończyk 1, Magdalena Kozak 2, Agnieszka Sapalska 3 1 Uniwersytet Humanistyczno-Przyrodniczy im. Jana Długosza w Częstochowie, Wydział Matematyczno-Przyrodniczy 2 Ekoenergia Silesia S.A.; 3 Górnośląskie Przedsiębiorstwo Wodociągów S.A, Katowice Streszczenie Metale stanowią zdecydowaną większość pierwiastków występujących w przyrodzie, a ich rozprzestrzenienie, właściwości i zastosowania, a także oddziaływania na środowisko i organizmy żywe są silnie zróżnicowane. Z tego względu należą one do najczęściej oznaczanych substancji w różnego rodzaju próbkach, w tym w próbkach środowiskowych. Do oznaczania metali w wodach i ściekach wciąż stosowane są metody klasyczne (np. miareczkowe, kolorymetryczne, grawimetryczne, turbidymetryczne, elektrochemiczne), ale obecnie dominują metody instrumentalne, takie jak przede wszystkim atomowa spektrometria absorpcyjna (AAS), plazma indukcyjnie sprzężona (ICP), spektrometria mas ze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie sprzężonej (ICP-MS) a także metody przepływowe [1,2]. Spośród substancji chemicznych, które ze względu na swoje właściwości fizyczno-chemiczne i toksykologiczne są przedmiotem badań monitoringowych m.in. w próbkach środowiskowych są metale i metaloidy. Niektóre z nich (Fe, Mn, Cu, Zn, B, Ni, V, As, Cd, Cr, Pb, Se, Hg, Ba) są już normowane, a inne czekają na wprowadzenie na odpowiednie listy. Celem prowadzonych badań była ocena zagrożenia wynikającego z występowania wybranych metali i metaloidów (Pb, Cu, Cr, Cd, Ni, Ag, As, Se, Al, Fe, Mn, B, Ba, Sb, Sr, Zn, Wo i V) w wodach powierzchniowych, stanowiących dopływy do ujęć wody przeznaczonej do spożycia przez mieszkańców Aglomeracji Górnośląskiej, a będących w posiadaniu Górnośląskiego Przedsiębiorstwa Wodociągów S.A. w Katowicach. Badania takie wykraczały poza zakres rutynowych analiz i mogą być wykorzystane do oceny wpływu źródeł punktowych (w tym komunikacyjnych) na jakość ujmowanych wód. Wyniki badań zostały opublikowane w pracy [3] Literatura [1] Minczewski J., Marczenko Z., Chemia Analityczna , PWN, Warszawa, 2004. [2] Szczepaniak W., Metody instrumentalne w analizie chemicznej , PWN, Warszawa 2002. [3] Michalski R., Kończyk J, Kozak M, Sapalska A., Badania zmienności stężeń metali i metaloidów w wodach powierzchniowych w wybranych punktach pomiarowych na terenie zlewni wód ujmowanych przez stacje Górnośląskiego Przedsiębiorstwa Wodociągów S.A. w Katowicach, Laboratorium – Przegląd Ogólnopolski, 3, (2018), 34-38 3 Temat 2 WPŁYW WYBRANYCH ORGANICZNYCH ZANIECZYSZCZEŃ KOMUNIKACYJNYCH NA JAKOŚĆ WODY W ZLEWNIACH WÓD UJMOWANYCH DO UZDATNIANIA PRZEZ STACJE WODOCIĄGOWE GÓRNOŚLĄSKIEGO PRZEDSIĘBIORSTWA WODOCIĄGÓW W KATOWICACH Rajmund Michalski 1, Joanna Kończyk 1, Magdalena Kozak 2, Piotr Cieślik 2, Marta Nowicka 2 1Uniwersytet Humanistyczno-Przyrodniczy im. Jana Długosza w Częstochowie, Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, 2 Ekoenergia Silesia S.A., Streszczenie W ostatnich latach duże zainteresowanie związane jest z badaniami wpływu zanieczyszczeń komunikacyjnych na jakość wód powierzchniowych, w szczególności tych ujmowanych do spożycia przez ludzi. Zagrożenie, jakie niesie transport samochodowy związane jest przede wszystkim z emisją do środowiska różnorodnych substancji nieorganicznych i organicznych, w tym aerozoli oraz gazów. W literaturze opisano zależność pomiędzy chorobami ludzi a miejscem zamieszkania w pobliżu ruchliwych szlaków komunikacyjnych, co jest związane nie tylko z obecnością i składem pyłów zawieszonych [4], ale i zanieczyszczeń wód powierzchniowych wykorzystywanych jako wody przeznaczone do spożycia [5]. Do grupy najczęściej oznaczanych substancji organicznych w wodach należą substancje ropopochodne i wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA). Górnośląskie Przedsiębiorstwo Wodociągów S.A. (GPW) w Katowicach posiada kilka ujęć wody, dla których wpływ transportu na jakość ujmowanych wód może być potencjalnie duży. W pracy przedstawiono wyniki badań zawartości substancji ropopochodnych oraz WWA w wodach powierzchniowych pobieranych w pięciu miejscach stanowiących zlewnię wód wykorzystywanych przez GPW i rezerwuar wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Celem badań było określenie zawartości substancji ropopochodnych oraz WWA, w tym: acenaftylenu, acenaftenu, fluorenu, fenantrenu, antracenu, pirenu, benzo(a)antracenu, benzo(b)fluorantrenu, benzo(k)fluorantrenu, benzo(a)pirenu, benzo(g,h,i)perylenu, indeno(1,2,3-c,d)pirenu, dibenzo(a,h)antracenu, naftalenu i chryzenu w wodach powierzchniowych stanowiących dopływy do ujęć wód wykorzystywanych przez GPW w Katowicach. Szczegółowe wyniki badań zostały opublikowane w pracy [6] Literatura [4] Dubiella-Jackowska A., Wykorzystanie wyników badań składu wód atmosferycznych oraz powierzchniowych do oceny oddziaływania transportu drogowego na środowisko, Praca doktorska, Politechnika Gdańska, Wydział Chemiczny, Gdańsk 2008. [5] Michalski R., Zanieczyszczenia komunikacyjne, a jakość wody w zlewniach wód ujmowanych do uzdatniania , LAB, 1 (2016) 6-10. [6] Michalski R, Kończyk J., Kozak M, Cieślik P., Nowicka M., Wpływ wybranych organicznych zanieczyszczeń komunikacyjnych na jakość wody w zlewniach wód ujmowanych do uzdatniania przez stacje wodociągowe Górnośląskiego Przedsiębiorstwa Wodociągów w Katowicach , Chemistry.Environment. Biotechnology, 2018, w druku 4 Temat 3 GŁÓWNE NIEORGANICZNE JONY ORAZ CHLORANY(VII) W WODACH POWIERZCHNIOWYCH POBIERANYCH W OKOLICACH LOTNISKA KATOWICE-PYRZOWICE Joanna Kończyk 1, Joanna Kernert 2, Paulina Pecyna 2, Magdalena Kozak 3, Rajmund Michalski 2 1Uniwersytet Humanistyczno-Przyrodniczy im. Jana Długosza w Częstochowie, Wydział Matematyczno-Przyrodniczy 2 Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska PAN, Zabrze 3 Ekoenergia Silesia S. A. Streszczenie Górny Śląsk jest najbardziej zniszczonym antropogenicznie obszarem w Polsce, na którym żyje kilka milionów ludzi. Ze względu na działalność przemysłową środowisko uległo poważnym, niekorzystnym przeobrażeniom. Obecnie sytuacja ta ulega systematycznej poprawie, ale wciąż jest złożona. Rzeki płynące przez ten rejon gromadzą duże ilości zanieczyszczeń. To samo dotyczy zbiorników wodnych, z których żaden nie jest naturalnego pochodzenia [7]. Górnośląskie Przedsiębiorstwo Wodociągów S.A. w Katowicach dysponuje ujęciami wody, spośród których kilka znajduje się w okolicach oddziaływania lotniska Katowice- Pyrzowice i szlaków komunikacyjnych do niego prowadzących. Do najczęściej oznaczanych substancji nieorganicznych w wodach należą nieorganiczne aniony i kationy. Obecnie najpopularniejszą metodą instrumentalną oznaczania głównych nieorganicznych anionów oraz kationów w wodach i w ściekach przemysłowych jest chromatografia jonowa [8]. Poza substancjami określonymi w odpowiednich rozporządzeniach dotyczących m.in. jakości wód powierzchniowych i przeznaczonych do spożycia przez ludzi istnieje potrzeba oznaczania nowych substancji, o których wiadomo, że są niebezpieczne dla ludzi i mogą być obecne w środowisku. - Takim przykładem są jony