Monografia stanowi próbę autorskiego podsumowania problemów antropogenicznego zagrożenia i ochrony wód podziemnych. Oparta jest na wynikach wieloletnich badań autora i jego współpracowników, prowadzonych początkowo w Instytucie Kształtowania Środowiska w Poznaniu, a następnie w Zakładzie Hydrogeologii i Ochrony Wód na Uniwersytecie im. Adama Mickiewicza w Poznaniu. W pierwszych rozdziałach podkreślono znaczenie przyrodnicze i gospodarcze wód podziemnych, a następnie omówiono ogniska zanieczyszczeń tych wód i ich oddziaływanie na środowisko gruntowo-wodne. Dużo uwagi poświęcono zagrożeniom związanym z trwałym oddziaływaniem składowisk odpadów. W rozdziale dotyczącym migracji zanieczyszczeń omówiono w szczególności problemy dotyczące związków azotu, które stanowią jedno z głównych zagrożeń jakości wód podziemnych. W części związanej z ochroną wód podziemnych przedstawiono problemy ochrony tych wód w odniesieniu do różnych działów gospodarki narodowej oraz krytyczną analizę stanu w zakresie ochrony ujęć, a także wykorzystania planów zagospodarowania przestrzennego i ocen oddziaływania na środowisko w ochronie wód podziemnych. W podsumowaniu zawarto propozycje różnych działań, które powinny być podjęte w zakresie poprawy ochrony wód podziemnych w Polsce. Praca adresowana jest do specjalistów zajmujących się ochroną środowiska. Może być również wykorzystana w celach dydaktycznych na wydziałach przyrodniczych wyższych uczelni.

1. Wstęp

2. Znaczenie wód podziemnych w środowisku przyrodniczym

3. Ogólna charakterystyka wód podziemnych w Polsce, ich walory użytkowe i znaczenie gospodarcze
3.1. Charakterystyka wód podziemnych
3.2. Walory użytkowe wód podziemnych
3.3. Pobór i zasoby wód podziemnych

4. Problematyka antropogenicznych zagrożeń i ochrony wód podziemnych – podstawowe pojęcia i definicje

5. Rys historyczny problematyki antropogenicznego zagrożenia i ochrony wód podziemnych

6. Jakość wód podziemnych uwarunkowana czynnikami naturalnymi oraz zmiany jakości w warunkach poboru wód
6.1. Zmienność naturalna
6.2. Zmiany jakości wód podziemnych w warunkach eksploatacji

7. Metody oceny antropogenicznego zanieczyszczenia wód podziemnych

8. Ogniska i przyczyny antropogenicznego zanieczyszczenia wód podziemnych w Polsce z uwzględnieniem podziału na różne sektory gospodarkii substancje powodujące zanieczyszczenie

9. Antropogeniczne zanieczyszczenia wód podziemnych w świetle regionalnych badań hydrochemicznych
9.1. Badania hydrochemiczne na obszarze Pradoliny Warszawsko-Berlińskiej w rejonie Mosiny w latach 1941–1942
9.2. Badania hydrochemiczne wód piętra czwartorzędowego na terenie środkowej Wielkopolski

10. Odpady jako czynnik długotrwałego zagrożenia jakości wód podziemnych
10.1. Ogólna charakterystyka zagrożeń wód podziemnych związanych z odpadami
10.2. Przykłady dokumentujące trwałość oddziaływania odpadów
10.3. Charakterystyka odpadów z punktu widzenia zagrożeń wód podziemnych
10.4. Zagrożenia wód podziemnych związane z różnymi formami występowania odpadów w środowisku
10.5. Wysypiska i składowiska odpadów nieposiadające zabezpieczeń inżynierskich wód podziemnych
10.5.1. Składowiska odpadów komunalnych
10.5.2. Składowiska odpadów pochodzących z przemysłu, górnictwa i energetyki
10.5.3. Składowiska pozostałości środków ochrony roślin – mogilniki
10.5.4. Migracja zanieczyszczeń ze składowisk odpadów
10.5.5. Monitoring wód podziemnych przy składowiskach odpadów – ocena wg stanu na połowę lat 90. XX wieku
10.6. Składowiska odpadów jako obiekty inżynierskie
10.6.1. Ocena rozwiązań inżynierskich stosowanych w Polsce w latach 90. XX wieku i na początku XXI wieku
10.6.2. Krytyczna ocena aktualnych rozwiązań prawnych i stosowanej praktyki w zakresie ochrony wód podziemnych przy składowaniu odpadów
10.6.3. Podstawowe zasady realizacji monitoringu wód podziemnych przy składowaniu odpadów

11. Ogniska zanieczyszczeń wód podziemnych pochodzące z różnych działów gospodarki narodowej
11.1. Rolnictwo i hodowla
11.1.1. Ogólna charakterystyka ognisk zanieczyszczeń
11.1.2. Wpływ systemów melioracyjnych na jakość wód podziemnych
11.1.3. Oddziaływanie na wody podziemne rolniczego wykorzystania ścieków na przykładzie Wielkopolskiego Przedsiębiorstwa Przemysłu Ziemniaczanego w Luboniu
11.2. Ogniska zanieczyszczeń wód podziemnych pochodzące z przemysłu, energetyki i górnictwa
11.2.1. Ogólna charakterystyka ognisk zanieczyszczeń
11.2.2. Degradacja środowiska gruntowo-wodnego w rejonie Zakładów Chemicznych w Luboniu
11.2.3. Przeobrażenia warunków hydrogeologicznych w wyniku katastrofalnego zatopienia kopalni soli w Wapnie
11.3. Ogniska zanieczyszczeń wód podziemnych pochodzące z gospodarki komunalnej
11.4. Ogniska zanieczyszczeń wód podziemnych pochodzące z transportu i komunikacji
11.4.1. Ogólna charakterystyka ognisk zanieczyszczeń
11.4.2. Oddziaływanie tras komunikacyjnych na środowisko gruntowo-wodne
11.4.3. Zanieczyszczenia środowiska gruntowo-wodnego substancjami ropopochodnymi na przykładzie Bazy Paliw nr 4 w Rejowcu

12. Zanieczyszczenia wód podziemnych na terenach zurbanizowanych na przykładzie miast Poznania i Mosiny
12.1. Zanieczyszczenie wód podziemnych na terenie miasta nieskanalizowanego na przykładzie Mosiny
12.2. Zanieczyszczenie wód podziemnych na terenie miasta skanalizowanego na przykładzie Poznania
12.3. Porównanie chemizmu wód z terenu miasta skanalizowanego i nieskanalizowanego
12.4. Uwarunkowania wykorzystania i ochrony wód na terenach zurbanizowanych

13. Wody powierzchniowe jako źródło zanieczyszczenia wód podziemnych farmaceutykami i pestycydami na przykładzie badań na ujęciu wody dla miasta Poznania w Krajkowie
13.1. Charakterystyka ujęcia wody Mosina-Krajkowo
13.2. Wyniki badań farmaceutyków i pestycydów
14. Wpływ procesów utleniania siarczków na chemizm i jakość wód podziemnych i powierzchniowych
14.1. Wpływ utleniania siarczków na wody podziemne
14.1.1. Warunki rozwoju procesu
14.1.2. Przykład katastrofalnych zmian jakości wody w wyniku utleniania siarczków na ujęciu wody Zawada k. Zielonej Góry
14.1.3. Przykład zmian jakości wody w wyniku utleniania siarczków na ujęciu Mosina-Krajkowo
14.2. Wpływ procesu utleniania siarczków na wody powierzchniowe w zbiornikach po eksploatacji węgla brunatnego

15. Migracja zanieczyszczeń
15.1. Ogólna charakterystyka procesów migracji zanieczyszczeń
15.2. Modelowanie matematyczne migracji wód zabarwionych
15.3. Przekształcenia związków azotu oraz eliminacja niektórych mikrozanieczyszczeń podczas ich migracji w środowisku geologicznym
15.4. Podatność wód podziemnych na zanieczyszczenie związkami azotu w różnych warunkach migracji zanieczyszczeń z powierzchniowych ognisk
15.5. Migracja substancji ropopochodnych oraz metody badań środowiska gruntowo-wodnego zanieczyszczonego tymi substancjami
15.5.1. Ogólna charakterystyka form występowania i migracji substancji ropopochodnych w środowisku gruntowo-wodnym
15.5.2. Zakres i metody badań środowiska gruntowo-wodnego
15.5.3. Błędy popełniane przy realizacji badań środowiska gruntowo-wodnego zanieczyszczonego SR
15.6. Migracja koloidów i zawiesin z wody rzecznej do warstwy wodonośnej na ujęciu infiltracyjnym
15.7. Ułatwiona migracja zanieczyszczeń w wyniku wad technicznych studni i otworów hydrogeologicznych
15.7.1. Migracja zanieczyszczeń z niezamkniętych poziomów wodonośnych
15.7.2. Migracja zanieczyszczeń poprzez nieuszczelnioną głowicę studni lub otworu hydrogeologicznego
15.7.3. Migracja zanieczyszczeń pochodzenia geogenicznego do poziomów użytkowych

16. Strefy ochronne ujęć wód podziemnych
16.1. Rys historyczny problematyki stref ochronnych
16.2. Krytyczna analiza zasad wyznaczania i ustanawiania stref ochronnych w Polsce w stosunku do obowiązujących w innych krajach
16.3. Wyznaczanie zasięgu strefy ochronnej
16.4. Ocena ognisk zanieczyszczeń i zagrożeń wód podziemnych w obrębie wyznaczonej strefy ochronnej
16.5. Zasady biernej i czynnej ochrony wód podziemnych w obrębie strefy ochronnej

17. Ochrona głównych zbiorników wód podziemnych

18. Główne problemy ochrony wód podziemnych w poszczególnych działach gospodarki narodowej
18.1. Główne problemy ochrony wód podziemnych w rolnictwie i hodowli
18.2. Główne problemy ochrony wód podziemnych w górnictwie, przemyśle i energetyce
18.3. Główne problemy ochrony wód podziemnych w gospodarce komunalnej
18.4. Główne problemy ochrony wód podziemnych w transporcie i komunikacji
18.4.1. Ochrona wód podziemnych w otoczeniu dróg intensywnego ruchu
18.4.2. Ochrona wód podziemnych w rejonach obiektów magazynowania i dystrybucji paliw płynnych

19. Ochrona infiltracyjnego ujęcia wody Dębina w Poznaniu w związku z przejściem autostrady A2 przez teren ujęcia

20. Ochrona wód podziemnych w raportach o oddziaływaniu na środowisko oraz w planach zagospodarowania przestrzennego
20.1. Raporty o odziaływaniu na środowisko
20.2. Plany zagospodarowania przestrzennego

21. Bezzbiornikowe składowanie uciążliwych dla środowiska odpadów płynnych w górotworze
21.1. Ogólne zasady składowania odpadów płynnych w górotworze i doświadczenia zagraniczne w zakresie stosowania tej metody
21.2. Środowiskowe i techniczne warunki stosowania metody
21.3. Zasady ochrony środowiska i monitoringu
21.4. Aspekty ekonomiczne i perspektywy wykorzystania metody w Polsce

22. Metody technicznego wspomagania procesów samooczyszczania wód podziemnych
22.1. Metoda usuwania z wód podziemnych żelaza i manganu w warstwie wodonośnej
22.2. Metoda usuwania żelaza i manganu w warstwie wodonośnej w warunkach ciągłej eksploatacji studni (metoda Hydredox)
22.3. Usuwanie żelaza i manganu z wykorzystaniem sztucznej warstwy wodonośnej (metoda Hydrakvi)
22.4. Wykorzystanie biodegradacji in situ do eliminacji zanieczyszczeń pochodzenia antropogenicznego
22.5. Denitryfikacja
22.6. Usuwanie zanieczyszczeń nieorganicznych z wód podziemnych przy użyciu przepuszczalnych reaktywnych barier

23. Podstawowe zasady ochrony ilości zasobów wód podziemnych

24. Waloryzacja zasobów wód podziemnych jako podstawa racjonalnego ich wykorzystania i ochrony
24.1. Dotychczasowe propozycje waloryzacji i wybór kryteriów
24.2. Klasyfikacja jakości wód
24.3. Klasyfikacja trwałości cech jakościowych
24.4. Klasy waloryzacji zasobów i zasady wykorzystania wód o różnej cenności

25. Podsumowanie problematyki ochrony wód podziemnych
25.1. Przyczyny zanieczyszczenia wód podziemnych
25.2. Ocena skutków zanieczyszczenia wód podziemnych
25.3. Propozycje głównych kierunków działań w zakresie ochrony wód podziemnych w Polsce

Literatura

Spis fotografii, rysunków i tabel

Wykaz wybranych nazw i skrótowców

Załącznik. Przykład opracowania dokumentacji hydrogeologicznej strefy ochronnej dla ujęcia wiejskiego w Chorzeminie (na podstawie dokumentacji opracowanej przez zespół autorski: J. Górski, M. Matusiak, K. Dragon, R. Kruć, 2020)

Summary. Protection of groundwater in Poland

The scientific monograph entitled "Protection of groundwater in Poland" is an attempt to summarize the problems of anthropogenic threats and the protection of groundwater in Poland. It is based on many years of research by the author and collaborators, conducted initially at the Institute of Environmental Management in Poznań, and then at the Department of Hydrogeology and Water Protection at Adam Mickiewicz University, Poznań. The first chapters highlight the natural and economic importance of groundwater, following which outbreaks of groundwater pollution and their impact on the groundwater environment are discussed. In particular, great attention is paid to the risks associated with the impact of landfills, given the prolonged nature of these impacts. In particular, the chapter on pollutant migration discusses problems relating to nitrogen compounds, which are one of the main threats to groundwater quality. The part concerning the protection of groundwater presents the problems of protecting these waters in relation to various branches of the national economy, and also a critical analysis of the status in the field of protection of intakes, as well as the use of spatial development plans and environmental impact assessments in groundwater protection. The summary contains proposals for various actions that should be taken to improve the state of groundwater protection in Poland. The work is addressed to specialists dealing with environmental protection. It can also be used in teaching work in the faculties of natural sciences at universities.