Modelování transportních a transformačních procesů kontaminantů v podzemní vodě



Podobné dokumenty
TECHNICKÉ ASPEKTY SANACE LOKALITY S VERTIKÁLNÍ STRATIFIKACÍ CHLOROVANÝCH ETHYLENŮ V HORNINOVÉM PROSTŘEDÍ.

Modelování proudění podzemní vody a transportu amoniaku v oblasti popelových skládek závodu Chemopetrol Litvínov a.s.

MODELOVÁNÍ MIGRAČNÍCH SCHOPNOSTÍ ŽELEZNÝCH NANOČÁSTIC A OVĚŘENÍ MODELU PŘI PILOTNÍ APLIKACI

VYUŽITÍ SYSTÉMU EXPERT PRO ZPRACOVÁNÍ A INTERPRETACI HYDROGEOLOGICKÝCH DAT. RNDr.František Pastuszek VODNÍ ZDROJE, a.s.

Aktualizovaná analýza rizik po provedené sanaci Plzeň - Libušín KD

Kompromisy při zpracování a hodnocení výsledků hydraulických modelů na příkladu hodnocení vodního zdroje Bzenec komplex

Proudový model. Transportní model(neovlivněný stav)

Doprůzkum znečištění v okolí obce Olšany a. ověření vhodných sanačních technologií. Hydraulický a transportní model šíření. znečištění.

Matematické modelování proudění podzemních vod a jeho využití ve vodárenské praxi

Sanace kontaminovaného území Plzeň Libušín kombinací několika sanačních metod

Dokončovací sanační práce na lokalitě Všejany les KOZÍ HŘBETY

Nové poznatky z monitoringu podzemních reaktivních stěn

SLOVENSKO-ČESKÁ KONFERENCIA Znečistené územia 2019

POUŽITÍ PERMEABILILNÍCH REAKTIVNÍCH BARIÉR PRO SANACI CHLOROVANÝCH UHLOVODÍKŮ IN-SITU Miroslav Černík, Romana Šuráňová Petr Kvapil, Jaroslav Nosek

SANACE KONTAMINOVANÉHO ÚZEMÍ PLZEŇ- LIBUŠÍN. 7. kontrolní den

Vodní zdroje Ekomonitor spol. s r. o.

Aplikace technologie bioreduktivní dehalogenace

SANACE KONTAMINOVANÉHO ÚZEMÍ PLZEŇ- LIBUŠÍN. 3. kontrolní den

OPTIMALIZACE CHEMICKY PODPOROVANÝCH METOD IN SITU REDUKTIVNÍ DEHALOGENACE CHLOROVANÝCH ETHYLENŮ.


STOPOVACÍ ZKOUŠKY V PUKLINOVÉM PROSTŘEDÍ PREDIKČNÍ MODEL A TERÉNNÍ MĚŘENÍ

Modelová interpretace hydraulických a migračních laboratorních testů na granitových vzorcích

SANACE KONTAMINOVANÉHO ÚZEMÍ PLZEŇ- LIBUŠÍN. 4. kontrolní den

Umělá infiltrace na lokalitě Káraný jako nástroj řešení nedostatku podzemní vody pro vodárenské využití

Odbourávání manganistanu draselného v horninovém prostředí

SANACE KONTAMINOVANÉHO ÚZEMÍ PLZEŇ- LIBUŠÍN. 6. kontrolní den

HODNOCENÍ PŘIROZENÉ ATENUACE. Horoměřice, 30. března 2011 Petr Kozubek, Enacon s.r.o.

ZAJEČÍ - prameniště. projekt hloubkového odvodnění

Specifika hydrogeologického průzkumu a stavebního čerpání při výstavbě páteřní kanalizace v Brně

HYDRAULICKÉ PARAMETRY ZVODNĚNÝCH SYSTÉMŮ

Využitelné množství p.v. hydrologický bilanční model x hydraulický model

APLIKACE NOVÉHO nzvi TYP NANOFER STAR NA LOKALITĚ KONTAMINOVANÉ CHLOROVANÝMI ETYLÉNY PILOTNÍ TEST IN-SITU

PŘIROZENÁ GRAVITAČNÍ SEPARACE KONTAMINANTŮ VE ZVODNI A VLIV ZPŮSOBU VZORKOVÁNÍ NA INTERPRETACI VÝSLEDKŮ

PODZEMNÍ VODA. J. Pruška MH 9. přednáška 1

Průběžné výsledky hydraulického modelu proudění podzemní vody v rajonech Kvartéru Odry a Opavy (1510 a 1520)

UNIPETROL RPA s.r.o. LITVÍNOV

Poptávka služeb Zajištění hydrodynamických zkoušek na vrtu SM-2 v lokalitě Ševarlije Doboj, Bosna a Hercegovina Technické zadání vč. přílohy I.

Matematický model nástroj pro hodnocení parametrů transportu kontaminantů

*Variabilita prostředí

Rizika vyplývající ze starých ekologických zátěží. Zbyněk Vencelides

Význam hydraulických parametrů zemin pro určení obtížně sanovatelných lokalit ve vztahu k in situ technologiím

Bioremediace půd a podzemních vod

Problematika variability prostředí. RNDr. JIŘÍ SLOUKA, Ph.D.

Sypaná hráz výpočet ustáleného proudění

JAKUB ŠTEFEČKA GEOtest, a.s., Šmahova 1244/112 Brno

Proudění podzemní vody

Složení a vlastnosti přírodních vod

ÚVOD DO PROBLEMATIKY Výklad základních pojmů v oboru aplikované geochemie a kontaminační geologie

edb žný hydrogeologický pr zkum Hodov ... z provedené erpací zkoušky na vrtu

GEOCHEMICKÁ REAKTIVNÍ BARIÉRA PERSPEKTIVNÍ PRVEK IN - SITU SANAČNÍCH TECHNOLOGIÍ

IMPLEMENTACE BIOVENTINGU

Metoda integrálních čerpacích testů - IPT

GEOCHEMICKÉ INTERAKCE VE ZVODNI PŘI APLIKACI REDUKTIVNÍCH TECHNOLOGIÍ. Jaroslav HRABAL

ENVIRONMENTÁLNA ZÁŤAŽ ZNEČISTENÁ CHRÓMOM PRÍKLAD IN SITU

Geologie a tepelné vlastnosti hornin Projektování vrtů pro tepelná čerpadla na základě geologických předpokladů vliv na vodní režim, rizika

Podnik místního hospodářství Hluboká nad Vltavou Vltavská Hluboká nad Vltavou

Aktualizace. analýzy rizika kontaminovaného území pro lokalitu Dolu chemické těžby DIAMO, s.p.

GEOCHEMICKÁ REAKTIVNÍ BARIÉRA PERSPEKTIVNÍ PRVEK IN - SITU SANAČNÍCH TECHNOLOGIÍ

Stanovení nejistot při výpočtu kontaminace zasaženého území

Sekundární kontaminace turonské zvodně vlivem chemické těžby uranu ve Stráži pod Ralskem

Zkušenosti s hodnocením rizik v rámci řešení starých ekologických zátěží

Pečky doškolovací kurz Vzorkování podzemních vod pro stanovení těkavých organických látek

5. Hodnocení vlivu povodně na podzemní vody

Chemie životního prostředí III Hydrosféra (07) Podzemní vody

BIOLOGICKÁ REDUKTIVNÍ DECHLORACE CHLOROVANÝCH ETHENŮ S VYUŽITÍM ROSTLINNÉHO OLEJE JAKO ORGANICKÉHO SUBSTRÁTU PILOTNÍ OVĚŘENÍ

GEOoffice, s.r.o., kontaktní

lního profilu kontaminace

Staré ekologické zátěže rizika pro zdroje podzemních vod. Zbyněk Vencelides

Cíle práce. Je proveditelné ochránit vodní zdroj??? návrh ochranných opatření SCÉNÁŘ 1 Ukončeníčerpání na vodním zdroji hodnocení dopadů SCÉNÁŘ 2

PROBLEMATIKA PODZEMNÍHO ZDROJE PITNÉ VODY KNĚŽPOLE

Předběžné výsledky technických prací, realizovaných v rámci projektu v Olomouckém kraji

podzemních a povrchových vodách pro stanovení pohybu a retence infiltrujících srážek a napájení sledovaných vodních zdrojů.

V I M P E R K P O D H R A B I C E M I - J I H

PŘÍLOHY. Příloha 1: Geologická mapa popisující zájmové území v Ústí nad Labem

Problematika dusičnanů v Káraném: Detektivka o mnoha dějstvích

Stručné shrnutí údajů uvedených v žádosti

Zájmová oblast M 1 :

Aktualizovaná analýza rizik po provedené sanaci výrobní družstvo Koloveč KD

HYDROPRŮZKUM Č. BUDĚJOVICE s.r.o. V I M P E R K N A D T R A T Í

G-Consult, spol. s r.o.

G-Consult, spol. s r.o.

SANACE KONTAMINOVANÉHO ÚZEMÍ PLZEŇ- LIBUŠÍN. 2. kontrolní den

Antropogenní faktory

SANACE CHLOROVANÝCH UHLOVODÍKŮ REDUKTIVNÍMI TECHNOLOGIEMI VE ŠPATNĚ PROPUSTNÝCH HORNINÁCH

Zpracoval: Mgr. Petr Brůček, Ph.D. vedoucí oddělení ekologie DIAMO s.p., o.z. SUL Příbram Datum:

Praktická aplikace geochemické reaktivní bariery na lokalitě kontaminované chlorovanými ethyleny

HYDROPRŮZKUM Č. BUDĚJOVICE s.r.o. V I M P E R K 02

SLOVNÍK DŮLEŽITÝCH POJMŮ Slovník je převzat z metodického pokynu Ministerstva životního prostředí - Základní principy hydrogeologie z roku 2010.

Vzorkování dřevní hmoty jako indikátor znečištění podzemní vody

Analýza rizik (04) Hodnocení rizik v geologickém prostředí

Analýza rizik po hlubinné těžbě uranu Bytíz. DIAMO, státní podnik odštěpný závod Správa uranových ložisek Příbram

PODPOROVANÁ ATENUACE V PRAXI. Vít Matějů, ENVISAN-GEM, a.s. Tomáš Charvát, VZH, a.s. Robin Kyclt, ENVISAN-GEM, a.s.

INTERPRETACE PUKLINOVÉ SÍTĚ NA ZÁKLADĚ TERÉNNÍCH MĚŘENÍ

ŠROUBY KRUPKA S. R.O.

Ložisková hydrogeologie. V. Odvodnění a zatápění ložisek

Sanace skládky průmyslového odpadu v k.ú. Nový Rychnov Monitorovaná přirozená atenuace zbytkového znečištění podzemních vod

Březovský vodovod - voda pro Brno. Josef Slavík

Posouzení použitelnosti metody in situ solidifikace/stabilizace při řešení ekologické zátěže lokalit Lojane Mine v Makedonii a Izmit v Turecku

OCHRANA PODZEMNÍCH VOD IX.

OVĚŘOVÁNÍ VLASTNOSTÍ A INTERAKCÍ HORNINOVÉHO PROSTŘEDÍ V OBLASTI NEOVLIVNĚNÉ TĚŽBOU URANU

Transkript:

Modelování transportních a transformačních procesů kontaminantů v podzemní vodě Jan Bartoň, Jan Hillermann, Marcela Valešová, Boris Urbánek, Augustin Hebelka GEOtest Brno, a.s., Šmahova 112, 659 01 Brno, Česká republika, e-mail: barton@geotest.cz, hillermann@geotest.cz, valesova@geotest.cz, urbanek@geotest.cz, hebelka.a@iol.cz Úvod do matematického modelování Staré ekologické zátěže znamenají nebezpečí pro životní prostředí a mají negativní vliv na lidské zdraví. Pro zjištění hydrogeologických poměrů na určité lokalitě, pochopení prostorové migrace kontaminantů a jejich případné transformace na jiné látky v dané lokalitě je využíváno různých matematických modelů. Model je abstrakcí získaný obraz určitých vlastností objektu (studované části reálného světa), kde jsou podstatné aspekty objektu zdůrazněny a nepodstatné eliminovány. Kvalita modelu je dána přesností vystižení objektu, mírou zjednodušení a stupněm poznání zákonitostí, které platí pro daný objekt. Matematický model je obecně tvořen soustavou rovnic, které jsou doplněny počátečními a okrajovými podmínkami. Matematické modelování používané v kontaminační hydrogeologii Modely podzemních vod bývají využity k řešení problémů spojených s prouděním podzemních vod a šířením látek v saturované zóně (modely transportní). Výchozím modelem pro modely transportní však musí být vždy model systému proudění podzemních vod. Zatímco konceptuální modely jsou statické a popisují současné podmínky systému, modely dynamické slouží k predikci chování systému v budoucnosti a umožňují manipulaci. Dynamické modely dále dělíme na fyzikální, které jsou tvořeny materiály napodobujícími svým samotným složením a tvarem přírodní prostředí (kuličky, kostky), analogové, kde je přírodní prostředí napodobeno využitím materiálů nepřímo simulujících přirozené prostředí (elektrické pole, vazké kapaliny), analytické (využití vzorců) a numerické. Při modelování systému proudění podzemní vody je v současnosti nejvíce využíváno numerických modelů umožňujících řešení komplexních úloh, při kterých je třeba brát v úvahu velké množství různých prostorových a časových parametrů. Numerické modely, na rozdíl od ostatních typů modelů, rovněž umožňují rychlou změnu parametrů při kalibračním procesu. Numerické modely využívají pro řešení základní rovnice proudění podzemní vody různé matematické metody, např. metodu konečných prvků (FEM), metodu hraničních prvků (BEM), metodu konečných rozdílů (FDM) a integrální metodu konečných rozdílů (IFDM). Modelování proudění podzemní vody a transportu kontaminantů podzemní vodou Pro modelování systému proudění podzemní vody je často využíván programový soubor PMWIN (Processing Modflow for Windows), což je integrovaný grafický simulační systém pro 3D modely MODFLOW (model proudění podzemních vod využívající metodu konečných rozdílů), MT3D, MT3DMS, MOC3D (transportní modely), PMPATH (advektivní model), PEST a UCODE (kalibrační modely). Model MODFLOW umožňuje simulovat napjatou zvodeň, poloizolátor a volnou zvodeň a také přechod mezi napjatou a volnou zvodní. Základními výstupy jsou potom mapy izolinií hydraulických výšek a mapy izolinií snížení hydraulických výšek pro jednotlivé zvodně, při neustáleném proudění pro jednotlivé tlakové a časové úrovně. Dalším možným výstupem je mapa trajektorií částic z libovolného bodu oblasti, které je možné graficky znázornit v podobě proudnic nebo vektorů rychlosti proudění, a to i v profilech. Tak je možné vytipovat pravděpodobný směr pohybu podzemní vody či kontaminantu z bodového nebo liniového zdroje. K vykreslení proudnic lze využít modulu PMPATH a následnými aplikacemi MOC3D, MT3D a MT3DMS je možné v modelu simulovat transport kontaminantů. Výstupem je pak časoprostorová distribuce koncentrace kontaminantu ve studované oblasti, která je obvykle doplněna o hmotovou bilanci této látky. Modelování procesů přirozené atenuace

Pro zhodnocení procesů přirozené atenuace různých kontaminatů na dané lokalitě lze využít příslušný transportní modelový kalkulátor. V případě chlorovaných etylénů se jedná např. o program BIOCHLOR, v případě ropných uhlovodíků o program BIOSCREEN. Jedná se o programy vytvořené v tabulkovém procesoru Microsoft Excel a u nichž je výpočet založený na analytickém transportním modelu (Domenico analytical solute transport model), který je schopný simulovat 1-D advekci, 3-D disperzi, lineární adsorpci a biotransformaci redukční dechlorací (v případě chlorovaných etylénů). V případě BTEX se jedná např. o program CORONA (CoronaScreen Natural Attenuation Assessment Models), jehož součástí jsou tři zjednodušené transportní modely s koncepčními modely (analytický model, model elektronové rovnováhy a travelling 1-D model). Aplikace matematického modelování v praxi lokalita EMP s.r.o., Slavkov u Brna Zájmové území je situováno v jihozápadním intravilánu města Slavkov u Brna, cca 300 m jižně od levém břehu říčky Litava. Nejstarší část areálu společnosti EMP s.r.o. pochází již z 19. století a v průběhu následujících let zde docházelo ke změnám v charakteru výroby. Areál společnosti EMP s.r.o. (ElektroMotory a Pumpy) je v současné době využíván k výrobě a zkoušení elektrických strojů jako jsou elektromotory a elektročerpadla. Na lokalitě byla zjištěna významná kontaminace saturované zóny chlorovanými uhlovodíky. Původ kontaminace souvisí s historickým průmyslovým využitím areálu. Chlorované uhlovodíky (trichlorethylen a perchlorethylen) byly na lokalitě používány v technologickém procesu od roku 1975 do roku 1991 jako odmašťovadla. Na základě výsledků dřívějších průzkumných prací a aktuálně provedeného průzkumu lze konstatovat, že přítomnost znečištění chlorovanými uhlovodíky v areálu EMP s.r.o. je důsledek staré ekologické zátěže a že v současné době nedochází k nelegislativnímu nakládání s nebezpečnými látkami, odpady ani k úniku chlorovaných uhlovodíků do životního prostředí ze strany současného provozovatele areálu. Geologické podloží v areálu EMP s r.o. je tvořeno puklinově slabě propustnými horninami, které tvoří paleogenní jíly až jílovce (puklinová zvodeň) a dále nadložními kvartérními průlinově propustnými horninami, tvořené zeminami (písek se štěrkem, jílovité a prachovitopísčité hlíny) a navážkou, ve kterém se vytváří pouze občasná zvodeň v období vyšší infiltrace srážek. Jižní část Přechodná oblast Severní část Na základě výsledků průzkumu bylo zájmové území z pohledu geologické stavby rozděleno do tří částí. Jižní část, mírně svažitá, která představuje areál EMP s r.o., je tvořena paleogenními jíly až

jílovci s typickou nazelenalou barvou a kvartérním pokryvem o malé mocnosti. Následuje přechodná oblast, kterou tvoří dílem svahové sedimenty a dílem fluviální sedimenty kvartérního stáří s paleogenním podložím. Severní část území tvoří niva říčky Litavy s kvartérními fluviálními sedimenty. V areálu EMP s.r.o. a jeho okolí byly v rámci průzkumu realizovány vystrojené a nevystrojené vrty. Rozmístění vrtů bylo voleno tak, aby byla vhodně doplněna referenční linie monitorovacích vrtů s ohledem na možnou přítomnost přednostních cest proudění podzemní vody. V rámci aktuálního průzkumu proběhl na lokalitě atmogeochemický průzkum, odběry vzorků vzduchu na chemické analýzy, odběry vzorků zeminy a stavebních konstrukcí, odběry vzorků podzemní a povrchové vody, režimní měření stavu hladiny podzemní vody, hydrodynamické zkoušky a geodetické zaměření objektů. Pro zjištění privilegovaných cest proudění podzemní vody byla provedena morfohydrogeometrická analýza, kde byly identifikovány nehomogenity horninového masívu a zóny antropogenního ovlivnění s přednostním pohybem podzemní vody. Hlavním kontaminantem na lokalitě jsou chlorované uhlovodíky (TCE, PCE, DCE, VC), které patří do skupiny DNAPL (dense non-aqueous phase liquid), jelikož v minulosti docházelo v areálu současné společnosti EMP s r.o. k dlouhodobé dotaci (cca 20 let) horninového prostředí zejména látkami PCE a TCE. Chlorované uhlovodíky jsou vesměs součástí saturované zóny, ve které se šíří ve směru proudění podzemní vody a gravitačního gradientu. V současné době se ohnisko kontaminace v saturované zóně nachází mimo areál EMP s r.o., cca 10 metrů od jeho severního okraje. Kontaminační mrak částečně zasahuje mimo pozemky, které jsou ve vlastnictví EMP s.r.o. Maximální zjištěné hodnoty koncentrace chlorovaných uhlovodíků v podzemní vodě z vrtu jsou uvedeny v následující tabulce ve vztahu k limitům stanovených rozhodnutím ČIŽP (České inspekce životního prostředí): Látka Maximální zjištěná Limit ČIŽP koncentrace (µg/l) (µg/l) DCE 1 420 150 TCE 3 160 150 PCE 100 60 Dominantním kontaminantem je v současnosti TCE, který je zastoupen v převaze nad PCE v přechodné oblasti (oblast vrtu ). Zároveň dochází k výraznému nárůstu koncentrace DCE (cis- 1,2-DCE) a VC v této oblasti, což svědčí o probíhající degradaci chlorovaných uhlovodíků. Jako nulový bod byl zvolen vrt HG-2 z toho důvodu, že se nachází na okraji historického zdroje kontaminace chlorovaných uhlovodíků ve staré části závodu. V oblasti vrtů situovaných proti směru proudění podzemní vody (HP-15 a HG-3) v areálu EMP s.r.o. naopak převládá obsah PCE nad TCE nebo je zastoupen srovnatelně (HG-4), což pravděpodobně souvisí s jejich menší vzdáleností od původního zdroje kontaminace. Ve směru proudění podzemní vody od zdroje kontaminace je patrný pozvolný úbytek primárních kontaminantů (PCE a TCE). log koncentrace (µg/l) 10000 1000 100 10 1 HG-2 HG-3 HP-15 Zastoupení ClU v podzemní vodě HJ-1 HJ-2 HJ-3 HJ-5 TCE PCE c 1,2 DCE t 1,2 DCE 1,1 DCE VC 0,1 0 50 100 150 200 250 vzdálenost (m)

Odhad množství chlorovaných uhlovodíků v saturované zóně odpovídá stovkám kilogramů převážně TCE. Na lokalitě nebyla zjištěna přítomnost volné fáze chlorovaných uhlovodíků, pouze se předpokládá její existence v uzavřených kapilárních pórech. modelové řešení proudění podzemní vody Předpokládaný generelní směr proudění podzemní vody je od JJV k SSZ. V oblasti okolo vrtu HJ-5 v údolní nivě se směr proudění v obou zvodních stáčí k západu. Vodoteč Litava představuje uměle vytvořené odvodňovací koryto, které funguje jako drenážní báze první kvartérní zvodně v nivě říčky Litavy. Na základě rozboru přesnosti, množství a kvality vstupních informací byl aplikován dvourozměrný model ve formě ustáleného proudění. To znamená, že zvodeň je diskretizována jednou vrstvou bloků a řešení simuluje ustálený režim, který bude dosažen po delší době za dlouhodobě průměrných podmínek infiltrace srážek, okrajových podmínek a případně konstantních odběrů či dotací podzemní vody. Modelování proudění podzemní vody bylo provedeno pro paleogenní puklinovou zvodeň, která je v areálu závodu tvořena slabě propustnými horninami a severním směrem přechází v napjatou štěrkopískovou zvodeň s průlinovou propustností (druhá kvartérní zvodeň). Komunikace s povrchový tokem Litavou nebyla uvažována, stejně jako dotace kolektoru ze srážek či horní občasné kvartérní zvodně v ploše modelu. Nebyly uvažovány žádné odběry ani infiltrace vody vlivem antropogenní činnosti. Zvodeň je diskretizována jednou vrstvou bloků se čtvercovým vertikálním průmětem 10 x 10 m. Plocha modelu (kde probíhá proudění) má rozlohu cca 0,3 km 2. Okrajové podmínky modelu byly voleny jako umělé a stanoveny na základě mapy hydroizohyps ze dne 4. 11. 2008. Vzhledem k tomu, že účel modelu nevyžaduje simulaci žádného odběru či infiltrace vody na kalibrovanému stavu, byly okrajové podmínky voleny jako podmínka 1. typu (konstantní hladina). Jak již bylo řečeno, komunikaci povrchového toku říčky Litavy s puklinovou paleogenní zvodní nepředpokládáme, tudíž i severní okrajová podmínka je volena jako umělá, i když probíhá přibližně v místě toku. Hladina podzemní vody je definována jako smíšená (přechod mezi volnou a napjatou). V každém bloku byly zadány nadmořská výšku nepropustného podloží, stropu zvodněného kolektoru a z hydraulických parametrů horizontální koeficient filtrace. Pro výpočet rychlostí pohybu podzemní vody byla zadána předpokládaná efektivní dynamická pórovitost P dyn = 0,25, pro simulaci transportu kontaminantu v čase storativitu S y = 0,25, obě hodnoty jsou konstantní pro celou plochu modelu. Zvodněná mocnost kolektoru se pohybuje v rozmezí od 1 m přes 5 m (v místě vrtů HP-15, HG-4) až po 9 m v jižní části modelu. Je zde třeba znovu zdůraznit nutnost využití kvalifikovaného odhadu a schematizace řešené zvodně zejména v jižní části modelu, kde jsou velmi složité geologické podmínky s obtížně kvantifikovatelnou i předvídatelnou puklinovou propustností. Koeficienty filtrace byly stanoveny podle veličin, vypočtených na základě hydrodynamických zkoušek, realizovaných na vybraných vrtech zájmového území a dále upřesňovány v průběhu kalibrace modelu. Hlavním zdrojem podzemní vody v modelované oblasti je přítok podzemní vody přes jižní a východní hranici. Infiltrované srážky v ploše modelu byly zanedbány neboť v severní části modelu neuvažujeme vzhledem k nepropustnému stropu a napjaté hladině možný přestup vody z první kvartérní zvodně a v jižní části modelu se nachází zastavěné území, kde předpokládáme odvodnění většiny srážek kanalizací. Nejvydatnějším zdrojem vody jsou pravděpodobně srážky infiltrované jižně od areálu závodu, kde se nachází pole a které do modelu vstupují jakožto přítok přes jižní hranici. kalibrace modelu Podstata kalibrace modelu na skutečný stav hladiny podzemní vody spočívá v postupném opravování neznámých nebo nepřesných vstupních parametrů do té doby, dokud se stav modelované hladiny podzemní vody (tvar hydroizohyps) neshoduje se stavem skutečně naměřeným. Kalibrované koeficienty filtrace puklinové paleogenní zvodně byly kalibrací stanoveny v celém modelu v rozsahu k = 1.10-3 5.10-7 m/s. Na základě kalibrovaného modelu proudění podzemní vody bylo zjištěno, že skutečná postupová rychlost proudění podzemní vody se pohybuje v areálu závodu a jeho bezprostředním okolí při předpokládané efektivní dynamické pórovitosti P dyn = 0,25 v rozmezí 8 55 m/rok. Z toho v jižní

části areálu závodu v = 8 m/rok, v severní části areálu 15 m/rok, severně od areálu v oblasti vrtů HJ-3, HJ-4 v = 29 m/rok a v oblasti vrtu HJ-5 v = 55 m/rok. modelové řešení šíření kontaminantu Zjednodušený transportní model šíření kontaminantů byl vytvořen za účelem rámcového posouzení vývoje kontaminace na lokalitě. Zaměřil se na chlorované uhlovodíky limitované rozhodnutím ČIŽP v oblasti vrtu. K modelování migrace těchto látek byl využit program MT3D99, který je součástí modelového systému Visual Modflow. Správnost modelového popisu chování kontaminantů závisí jak na kalibraci hydrodynamického modelu, tak na správné volbě schematizace transportních jevů. Migrační model šíření kontaminatů PCE, TCE a DCE poskytuje odhady budoucí koncentrace chlorovaných uhlovodíků v prostoru a čase. limitních koncentrací. Zjištěné hodnoty poloh izolinií koncentrací mohou být zatíženy nepřesnostmi vnesenými do hydraulického modelu neúplností měření (výšky hladiny, přetoky podzemních vod mezi horizonty, okrajové podmínky, koeficienty filtrace) a pouhým odhadem parametrů migrace pro transportní model (koeficienty sorpce, poločasy rozpadu, a zanedbání rozpadové řady PCE). Model transportu chlorovaných uhlovodíků a jeho přibližná shoda se situací na sledované lokalitě vypovídá o chování zájmových polutantů v budoucnosti. Vzhledem k nedostatku údajů o bilančních tocích při manipulaci s chlorovanými uhlovodíky v rámci historického provozu na lokalitě a časovém vývoji koncentrací látek v podzemní vodě, je možné vycházet pouze ze současného stavu a předpokladu, že zdroje kontaminace v minulosti uvolňovaly polutanty dlouhodobě. Chlorované uhlovodíky mají vyšší hustotu než voda a proto klesají k nepropustné bázi zvodně, v saturované zóně dochází k jejich rozpouštění do podzemní vody. Jako vstupní data pro model transportu kontaminace posloužily počáteční naměřené koncentrace kontaminantů v podzemní vodě, dále odhady distribučního koeficientu těchto látek mezi vodní a pevnou fází a také poločasy degradace kontaminujících látek. Další parametry vstupující do modelu jsou veličiny spojené s disperzí kontaminantů ve vodě, rychlostí postupu vody v post i postupu sledovaných látek v kont a s jejich sorpcí na horniny. Následující tabulka shrnuje výsledky modelového řešení šíření kontaminace v saturované zóně v časovém intervalu 10 a 20 let od počátku předpokládaného šíření kontaminantu do podzemní vody z okolí vrtu. Kontaminant PCE TCE DCE * Limit ČIŽP OI Brno x Kritérium C MP MŽP Aktuální ohnisko kontaminace Izolinie koncentrace (mg/l) Dosah izolinie kontaminace za 10 let od ohniska (m) Dosah izolinie kontaminace za 20 let od ohniska (m) 0,06* 15 18 0,02 x 30 40 0,15* 70 90 0,05 x 90 130 0,15* 57 63 0,05 x 84 100 Šíření DCE vzhledem k zanedbání dotace z rozpadu TCE může být podhodnoceno. modelování migrace kontaminantů včetně procesů přirozené atenuace Přirozená atenuace je souhrn přirozených (přírodních) procesů, které se podílejí na likvidaci kontaminace podzemní vody. Na snižování obsahu kontaminantu v podzemní vodě se podílí jak abiotické tak biotické procesy (biodegradace). Pokles koncentrace kontaminantu v podzemní vodě může nastat ze dvou důvodů: dochází ke snížení množství kontaminantu rozpuštěného ve vodě: 1) vlivem degradace (biochemické či fyzikálně chemické) reálný úbytek kontaminantu,

2) vlivem sorpce (na horninovém prostředí jílovité minerály, organická hmota) relativní úbytek klesá množství rozpuštěných látek v podzemní vodě, ale z pohledu celkové bilance kontaminantu v prostředí úbytek nenastává, snížení koncentrace kontaminantu, aniž by se snížilo jeho celkové množství v podzemní vodě (advekce, disperzně-difúzní procesy). Z hlediska možného uplatnění přirozené atenuace prioritních kontaminantů má zásadní význam oxidačně redukční charakteristika saturované zóny. Proto byly za účelem posouzení podmínek pro průběh přirozené atenuace na lokalitě v rámci předsanačního doprůzkumu sledovány vybrané nepřímé indikátory přirozené atenuace. Jedná se především o koncentraci rozpuštěného kyslíku, oxidačněredukční potenciál, ph, teplotu, konduktivitu, obsah organického uhlíku, chemickou a biologickou spotřebu kyslíku, koncentraci dusičnanů, dusitanů, amonných iontů, železa, manganu, síranů a chloridů. Na základě výše uvedených zjištění bylo provedeno modelování migrace chlorovaných uhlovodíků se zohledněním degradačních procesů probíhajících v rozpadové řadě PCE-TCE-DCE- VC-ETH za použití programu Biochlor 2.2 EPA. Modelování se provádí v 1-dimenzionální variantě, ale je možné zjistit i příčné dimenze kontaminačního mraku. Důležitou úlohu mají hydraulické podmínky, počáteční podmínky týkající se koncentrací, případně časové snímky plošného rozložení koncentrací kontaminantů v různých časových okamžicích. V neposlední řadě to jsou parametry sorpce a poločasy rozpadu kontaminantů. Na lokalitě dochází k procesům přirozené atenuace, na kterých se podílí jak abiotické tak biotické faktory. Do abiotických patří advekce, mechanická disperze, molekulární difúze a v omezené míře sorpce. Na základě geochemických indikátorů přirozené atenuace a vzhledem ke snižování obsahu PCE a TCE a vzniku produktů rozpadu ve směru proudění podzemní vody, je možno procesy přirozené atenuace na lokalitě považovat za prokázané. Intenzita degradace se na základě hodnocení geochemických indikátorů jeví jako relativně nízká, avšak vzhledem k přítomnosti VC (důkaz degradace) a relativně malému rozsahu kontaminačního mraku, pokládáme intenzitu atenuačních procesů (biodegradace) za významnou, zejména v blízkosti vrtu, kde byly zjištěny vysoké koncentrace rozpadových členů včetně vinylchloridu a dále relativně malý rozsah kontaminačního mraku. Tuto skutečnost dokládá srovnání koncentrací chlorovaných uhlovodíků v periodě 20 let, vycházející z modelu bez atenuace a z analytického atenuačního modelu (ve vzdálenosti 120 m od zdroje kontaminace ve vrtu ). Závěr Chlorované uhlovodíky ze severní části areálu, kde se nacházelo několik významných zdrojů kontaminace PCE a TCE, byly působením gravitace a částečně vymýváním dešťovou vodou transportovány k povrchu a následně po povrchu relativně nepropustných paleogenních hornin ve směru gravitačního spádu. V oblasti, kterou reprezentují vrty HG-4, HP-15, PV-3 a, docházelo a dochází k částečnému přestupu kontaminantů do druhé kvartérní zvodně, stratifikaci kontaminace a následnému šíření při bázi druhého kvartérního kolektoru ve směru sklonu nepropustného podloží k severozápadu. Na přestup kontaminace do druhé kvartérní zvodně má vliv přítomnost privilegovaných cest antropogenního původu a složitá geologická stavba přechodné oblasti. Největší koncentrace chlorovaných uhlovodíků zjištěná aktuálním průzkumem je ve vrtu, který se nachází v přechodné oblasti. V tomto vrtu byly zjištěny procesy probíhající přirozené atenuace, kdy dochází k rozpadu PCE a/na TCE až na VC. Jedná se pravděpodobně o důsledek kombinace vhodných hydrochemických, geochemických, geologických, biologických a antropogenních vlivů. Vzhledem k výše uvedeným zjištěním předpokládáme šíření kontaminace v nivě říčky Litavy přednostně ve spodní kvartérní zvodni. Přítomnost kontaminace zemin a zejména podzemní vody ve vrtu HJ-4, ležícím cca 100 m jz. směrem od ohniska, s největší pravděpodobností souvisí s privilegovanou cestou v prostoru mezi vrty a HJ-4, která však nebyla morfohydrogeometrickou analýzou ani vrtnými pracemi ověřena. Průzkum tohoto prostoru vrtnými pracemi s případným využitím stopovacích zkoušek je však silně omezen vysokou hustotou inženýrských sítí (zejména nadzemní a podzemní vedení vysokého napětí), kolejištěm ČD a přítomností místních komunikací. Aplikace nepřímých metod jako například geofyzikálních také nepřipadá v úvahu ze stejných důvodů.

Jednoznačné určení původu zvýšených koncentrací chlorovaných uhlovodíků ve vrtech HJ-3 až HJ-5 není možné. Daný prostor byl a je intenzivně průmyslově využíván, navíc v dotčené oblasti existují privilegované cesty proudění podzemní vody. Pro přesnější vyhodnocení bilance znečištění saturované zóny chyběla vstupní informace o celkovém množství kontaminantu uniklého do životního prostředí a jeho složení. Pro potřeby průzkumu byl proveden kvalifikovaný odhad vstupního množství na základě analogie s obdobnými typy výrob, velikosti a délce rizikového provozu. Čelo kontaminačního mraku chlorovaných uhlovodíků v saturované zóně se nachází minimálně ve vzdálenosti 90 m od severního okraje areálu. Ve srovnání s předchozími výsledky prokazatelně došlo k posunu čela kontaminačního mraku, ve směru proudění podzemní vody od roku 2003 o 25 m. Intenzita kontaminace chlorovaných uhlovodíků je na srovnatelné úrovni.