SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GEOTEHNIČKI FAKULTAT
KRISTINA ZAJEC
HIDROGEOLOŠKA OBILJEŽJA
I KAKVOĆA PODZEMNIH VODA ISTOČNE SLAVONIJE
ZAVRŠNI RAD
VARAŽDIN, 2012.
Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GEOTEHNIČKI FAKULTAT
ZAVRŠNI RAD
HIDROGEOLOŠKA OBILJEŽJA
I KAKVOĆA PODZEMNIH VODA ISTOČNE SLAVONIJE
KANDIDAT: MENTOR:
KRISTINA ZAJEC prof. dr.sc. SANJA KAPELJ
VARAŽDIN, 2012.
Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije
Sadržaj:1. Uvod.........................................................................................................................1
2. Područje istraživanja.............................................................................................2
3. Geološka povijest i građa.......................................................................................3
4. Hidrogeološke karakteristike područja................................................................7
4.1. Vodonosni sloj Velika Kopanica....................................................................8
4.2. Vodonosni sloj Vinkovci...............................................................................10
4.3. Vodonosni sloj Nijemci.................................................................................12
4.4. Vodonosni sloj Strizivojna..............................................................................13
4.5. Hidrogeološki model za hidrogeološki sustav Istočne Slavonije................13
5. Kakvoća podzemnih voda....................................................................................14
5.1. Uzorkovanje...................................................................................................14
5.2. Metodologija provedenih laboratorijskih ispitivanja.................................16
5.3. Rezultati analiza............................................................................................17
5.4. Objašnjenje rezultata analiza.......................................................................21
6. Zaključak..............................................................................................................22
7. Popis literature:....................................................................................................24
8. Sažetak i ključne riječi:........................................................................................25
Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije
1. Uvod
U Republici Hrvatskoj se 76 % stanovništva opskrbljuje vodom iz sustava javne
vodoopskrbe. U tu svrhu godišnje se zahvati više od 374 milijuna m3 vode od čega
preko 90% otpada na podzemnu vodu. Prirodna kakvoća podzemnih voda uglavnom je
dobra, uz manje probleme na pojedinim područjima.
Na području Istočne Slavonije razvijeni vodovod imaju samo veći gradovi i
manje skupine naselja.Većina stanovništva izvan većih gradova-naselja nema
organiziranu vodoopskrbu i koristi se vlastitim zdencima i vlastitim sustavima
distribucije koji su često neredovito kontrolirani i najčešće nezadovoljavajuće kvalitete.
Razlog tome je velika disperzija potrošača i mali broj većih zaliha kvalitetne vode za
piće, zbog povećanih koncentracija željeza, mangana i arsena iz prirodnih izvora.
Drugi problem je antropogeni utjecaj na kakvoću vode ovog područja. Istočna
Slavonija je najniži dio Hrvatske. Reljefno i klimatski predstavlja područje pogodno za
poljoprivredne djelatnosti. Slavonija sadrži 45% hrvatskog poljoprivrednog zemljišta i
često se naziva „žitnica Hrvatske“. No intenzivna poljoprivreda povlači i negativne
utjecaje na okoliš, posebno na kvalitetu podzemnih voda. Kontinuirana upotreba
agrotehničkih kemijskih sredstava – mineralnih gnojiva i sredstava za zaštitu biljaka
može dovesti do povećanja koncentracija pojedinih elemenata u podzemnoj vodi, čime
ona postaje neupotrebljiva za vodoopskrbu stanovništa.
U ovom radu prikazati će se karakteristična geološka i hidrogeološka obilježja
područja istočne Slavonije i njihov utjecaj na kakvoću podzemnih voda, a time i na
problematiku vodoopskrbnog sustava ovog područja. Također, proučen je i antropogeni
utjecaj na kvalitetu vode kroz ispitivanje sadržaja teških metala u podzemnim i
površinskim vodama.
1
Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije
2. Područje istraživanja
Područje istraživanja obuhvaćeno ovim radom je istočni dio Republike Hrvatske, tj.
istočnu Slavoniju. Područje je definirano rijekama Dravom na sjeveru, djelomično
Dunavom na istoku (do grada Vukovara) i Savom na jugu. Južni dio je ujedno i granica
s Bosnom i Hercegovinom. Obuhvaćeni su i dijelovi Podravine na sjeveru i Posavine na
jugu. Veći gradovi na ovom području su: Osijek, Vukovar, Županja, Đakovo i
Vinkovci. Čitavo područje istraživanja je prikazano na slici 1.
Slika 1. Područje istraživanja
2
Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije
Reljefno gledano, područje je blago razvedeno i pretežno ravničarsko. Prevladava
umjerena kontinentalna klima. Srednje godišnje oborine su oko 650 mm, a srednje
višegodišnje temperature zraka iznose 11 do 12ºC. Površinske pokrovne naslage
predstavljaju tla visoke plodnosti (crnica, smeđe tlo i lesivirana tla) [1]. Sve to stvara
vrlo povoljne uvjete za intenzivnu poljoprivredu, stoga ne čudi što je to primarna
djelatnost ovog kraja. Na poljoprivrednim površinama uzgajaju se većinom žitarice,
industrijsko bilje, te u nešto manjoj mjeri voće i vinova loza. Stanovništvo je
koncentrirano u većim gradovima, ali ima puno manjih naselja koja su nejednoliko
smještena. Prosječna gustoća naseljenosti je 64 st./km2.
3. Geološka povijest i građa
U ovom prostoru između Save i Drave mogu se izdvojiti tri geotektonske jedinice:
istočni dio Dravske potoline na sjeveru, dio Slavonsko-srijemske potoline na jugu, a
između ove dvije potoline nalaze se Đakovačko-vinkovački i Vukovarski ravnjak (slika
2). Ravnjaci su u morfološkom i strukturno-tektonskom pogledu složene timorske
strukture, koje su od susjednih potolina odvojene sistemom dubokih rasjeda koji zadiru
u podlogu tercijarnih sedimenata [2].
Postanak rasjed vezan je uz laramijsku orogenetsku fazu, ali su najintenzivnija
tektonska gibanja bila su u tercijaru i početkom kvartara kada su se na tom području
formirale relativno debele naslage tercijara i kvartara. Taloženje ovih naslaga završava
sa kopnenom fazom u mlađem pleistocenu taloženjem lesa, riječnom erozijom i
akumulacijama. Horizontalni i vertikalni neotektonski pokreti traju sve do danas i to
najintenzivnije na rubovima ravnjaka što je potvrđeno potresima.
3
Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije
Slika 2. Prikaz geotektonskih jedinica istočne Slavonije
Naslage Slavonsko-srijemske i Dravske potoline čine uglavnom riječni klastični i
jezersko-močvarni materijal. Materijal je u Dravsku potolinu pristizao iz zapadnih, a u
Slavonsko-srijemsku potolinu iz južnih i jugozapadnih izdignutih reljefa. Kvartarne
sedimente Slavonsko-srijemske potoline čine šljunci, pijesci, pjeskoviti šljunci i siltne
gline. Naslage Đakovačko-vinkovačkog ravnjaka su eolskog porijekla, a nastale su
taloženjem eolskog materijala tijekom vremena na kopnu ili u stajaćoj vodi (Đakovački
ravnjak), na kopnu, u vodi s prijelazom na kopno i u vodi (Vinkovački ravnjak) [3].
Geološka građa čitavog područja prikazana je na slici 3.
4
Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije
Slika 3. Geološka karta[2]
5
Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije
Područje istočne Slavonije u potpunosti je prekriveno kvartarnim sedimentima.
Kvartarne naslage općenito se mogu podijeliti na donji, srednji i gornji pleistocen i
holocen. Za potrebu vodoopskrbe najvažniji sedimenti su se istaložili tijekom srednjeg i
gornjeg pleistocena.
O donjem pleistocenu ne postoji puno podataka, nema izdanaka, a starost je
dokazana pomoću nalaza fosila u nekoliko bušotina na tom području. Naslage ove
starosti se većinom sastoje od gline, mulja i malo pijeska. Kontakt ovih naslaga sa
pliocenskima (tercijar) nije točno određen, pa se ne mogu odredite debljine tih naslaga.
U srednjem pleistocenu sedimentacija je bila pod utjecajem paleo klime i tektonskih
pokreta koji su još uvijek aktivni. U paleo klimi dolazi do izmjene toplih i vlažnih
razdoblja s hladnim i jako suhim razdobljima. Tijekom toplijeg razdoblja površinske su
vode tokovima prenijele veće količine krupnozrnatog klastičnog materijala koji su
taložile u močvarama i jezerima, što je na kraju dovelo do njihova međusobnog
povezivanja. U periodu glacijala dolazi do povlačenja vode u njihova korita. Tada je
dominantnu ulogu u transportu sedimenata preuzeo vjetar, a mulj i glina su se istaložili
u preostala jezera i močvare. U južnom dijelu uz rijeku Savu pretežno je istaložen
šljunak, a na sjevernom dijelu pijesak. Glavni distributeri klastičnog materijala u
Dravsku depresiju su rijeka Drava i tokovi rastresitog materijala niz podinu planine
Krndije.
U gornjem pleistocenu se istaložio prapor, riječne paleoterase i aluvijalni pijesak.
Terase se nalaze na površini duž toka Drave između Osijeka i Sarvaša i duž Dunava od
Dalja do Vukovara. Naslage aluvijalnog pijeska se nalaze na granici sjeverozapadnog
dijela istraživanog područja. Veliki dio područja Savske depresije je pokriven s
močvarno-jezerskim naslagama iz gornjeg plaistocena.
Ovakvo taloženje je nastavljeno i u holocenu. Postoje četiri tipa holocenskih
naslaga: riječni i potočni aluviji, proluvijalni nanosi, eolski pijesak i močvarne naslage.
Riječne i potočne naslage se nalaze u kanalima Save, Drave i Dunava i u njihovim
većim protocima. Proluvijalne naslage prekrivaju južne padine brda Erdut i sjeverne
granice Đakovačko-Vinkovačkog ravnjaka. Oni su formirani površinskom erozijom
kontinentalnog prapora i akumulacijom erodiranog materijala u području dodira s
6
Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije
vodenim praporom. Proluvijalne naslage su tanke i sastoje se od mekog mulja koji
sadrži vapnenačke konkrecije.
Eolski pijesci se nalaze u okolici Valpova, na granici sjeverozapadnog dijela
istraživanog područja. Močvarne naslage su vrlo male debljine (manje od 2 metra),
prekrivaju velika područja u Brodsko-Posavskoj regiji i istočnoj Posavini. Močvarne
naslage čine humusom obogaćeni prahovi, prahovi s pijeskom i praškastih glina. Oni
predstavljaju završnu fazu taloženja u jezersko-močvarnom genetskom tipu naslaga [2].
4. Hidrogeološke karakteristike područja
Područje istočne Slavonije se nalazi u jedinici ravničarskog područja. Ipak, zbog
morfologije terena se duž pružanja Đakovačko-vinkovačkog i Vukovarskog ravnjaka
formirala površinska i podzemna razvodnica koja istraživani prostor dijeli u dva sliva:
Dravski na sjeveru i Savski na jugu (slika 2). Razina podzemne vode najviša je u
području Đakovačko-vinkovačkog i Vukovarskog ravnjaka, što znači da je tok
podzemne vode od ravnjaka prema sjeveroistoku i prema jugoistoku. Istraživanja su
pokazala da ta razvodnica nije nepropusna, pa iako su hidrauličke veze između savskog
i dravskog dijela oslabljene nisu prekinute, te se taj prostor može promatrati kao jedan
hidraulički sustav sa zonama različitih transmisivnosti.
Hidrogeološkim istraživanjima obuhvaćene su kvartarne naslage koje sadrže vodu
pogodnu za vodoopskrbu, a zaliježu do dubine od 200 metara. Napajanje vodonosnika
odvija se uglavnom iz padalina po čitavom području istraživanja. Ipak, dok se
infiltracija iz rijeke Drave može zanemariti, rijeka Sava ima značajan utjecaj na
podzemne vode unutar Savske potoline. Naime, za vrijeme velikih voda Sava napaja
podzemlje, a u uvjetima malih voda drenira vodonosnik. Na području ravnjaka
infiltracija oborina je značajna zbog dobro propusnih površinskih naslaga.
Također je ustanovljen prostorni raspored naslaga, odnosno da su šljunkovite
naslage pretežno vezane za područje uz Savu i ušća njenih pritoka. S udaljavanjem od
7
Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije
Save u pravcu sjevera i sjeveroistoka postoji tendencija smanjenja veličina zrna. Slojevi
se uzdižu na veću nadmorsku visinu, smanjuje se dubina zalijeganja i debljina slojeva.
Unutar prve hidrogeološke zone (do 200 m) koja se sastoji od kvartarnih naslaga
nalaze se četiri značajna vodonosna horizonata:
Vodonosni sloj Velika Kopanica
Vodonosni sloj Vinkovci
Vodonosni sloj Nijemci
Vodonosni sloj Strizivojna [3]
4.1. Vodonosni sloj Velika Kopanica
Vodonosni sloj Velika Kopanica prostire se uz rijeku Savu do sjeverne linije
Strizivojna-Andrijaševci, a to je ujedno i prvi vodonosni sloj. Za ovaj vodonosni sloj
značajna je kontinuiranost na velikom prostoru, ali također i nehomogenost s čestim
promjenama litološkog sastava u vertikalnom i bočnom smjeru (slika 4).
Debljine je otprilike 70 metara, pretežno je šljunkovit s tanjim proslojcima i
lećama glina. U središnjem dijelu prostiranja (Sredanci-Kruševica-V.Kopanica),
šljunčano-pjeskovite naslage su ujednačenog granulometrijskog sastava. Krovinu tvore
prašinasto-pjeskoviti i glinoviti materijali. Promatranjem sastava i debljine krovine
može se vidjeti donekle pravilan slijed taloženja. Neposredno iznad vodonosnog sloja
su prašinasto-glinoviti ili pjeskovito-prašinasti materijali, a prema sredini krovine je
pretežno glinovito-prašinasta, dalje prema površini prelazi u glinoviti prah (močvarni
prapor). Unutar krovine česte su leće gline, ali i tanji proslojci čistog pijeska. Debljina
krovine je neujednačena, manja je uz Savu (do10 metara), a veća prema sjeveru. Između
St.Perkovaca i Vrpolja poprima vrijednost oko 40 metara. Krovina vodonosnog sloja
koja je po građi nehomogena, a po prostiranju je nepravilna ima veliki utjecaj na
procjeđivanje površinskih voda. Kroz deblji sloj pokrova male propusnosti prolaz vode
je težak, pa se sloj tijekom ispitivanja ponaša kao zatvoren do poluzatvoren na
sjevernim dijelovima prostiranja. Podinu tvore relativno kontinuirani glinoviti,
prašinasto-pjeskoviti i ponegdje pjeskoviti slojevi. Debljina podine se mijenja između 5
i 25 metara.
8
Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije
Zbog relativno tankog pokrovnog sloja neposredno uz Savu postoji mogućnost
direktnog procjeđivanja oborinske vode u sloju. Ondje je sloj i u hidrauličkoj vezi sa
Savom. Prema sjeveru debljina glinovito prašinastog pokrovnog sloja raste tako da se u
periodu pokusnog crpljenja u tom dijelu područja prvi vodonosni sloj ponaša kao
zatvoreni i poluzatvoreni. Hidrogeološki parametri koji su izračunati na temelju
rezultata pokusnog crpljenja kod Velike Kopanice iznose: koeficijent transmisivnosti
T=6670 m2/dan, koeficijent vodopropusnosti k=66,87 m/dan, faktor procjeđivanja
B=1280 m, koeficijent uskladištenja S=10*10-3, a koeficijent vertikalne filtracije je
k 'm'
+ k ''m ''
=4 ,52∗10−3 dan−1[3].
Prihranjivanje ovog vodonosnog sloja vrši se dijelom infiltracijom površinskih
voda, a većim dijelomiz Save, koja je svoje korito usjekla u vodonosni sloj na većem
dijelu njegovog prostiranja, osim nizvodno od Županje. Prema stanju hidroizohipsi
utvrđeno je da vodonosni sloj drenira zaleđe samo u krajnjem sjevernom području
prostiranja. Kod visokih voda Save osjeća se znatan utjecaj prihranjivanja, uz promjene
smjerova tečenja podzemne vode od Save u zaleđe, do udaljenosti oko 5 km u dijelu
područja od V. Kopanicedo Babine Grede.
Osobitosti ovog vodonosnog sloja ukazuju na veliki potencijal za ostvarivanje
cjelovite vodoopskrbe područja istočne Slavonije.[4]
9
Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije
Slika4.Vodonosni sloj Velika Kopanica[4]
4.2. Vodonosni sloj Vinkovci
Drugi vodonosni sloj koji se prostire cijelim područjem istočne Slavonije je
vodonosni sloj Vinkovci (slika 5). To je ujedno i prvi razvijeni vodonosni sloj na
cijelom promatranom području. On je izgrađen od srednjezrnatog do sitnozrnatog
pijeska s mjestimičnim prelazom u krupnozrnate i prašinaste pijeske. Ističe se lokalnim
pojavama šljunka i pijeska na jug i zapadu rubne zone. Od Save pa prema sjeveru i
sjeveroistoku sloj se uzdiže na veću nadmorsku visinu, a time se smanjuje njegova
ukupna debljina. Na području Vinkovaca sloj se nalazi na debljini od 30-60 metara.
Interpretacijom rezultata pokusnog crpljenja i matematičkim modeliranjem dobivene su
sljedeće vrijednosti hidrauličkih parametara: koeficijent transmisivnosti T=353 m2/dan,
koeficijent vodopropusnosti k=20,3 m/dan, faktor procjeđivanja B=2377 m, koeficijent
uskladištenja S=3,91*10-4 i koeficijent vertikalne filtracije je
k 'm'
+ k ''m ''
=6 ,25∗10−5dan−1
.
Vodonosni sloj Vinkovci po tipu spada u zatvorene ili poluzatvorene. Krovinu
sloja čine glinovitoprašinasti slojevi s lećama pijesaka, a u gornjem dijelu prevladava
praporni prah s lećama i proslojcima pijeska i gline, a u donjem dijelu prašinasta glina i
prah. Podinu sloja Vinkovci izgrađuju pjeskovite gline s lećama i proslojcima pijeska.
Na đakovačkom crpilištu Trslana ustanovljen je vodonosno sloj Vinkovci na dubini od
40-50 metara i najvjerojatnije je hidraulički zatvorenog tipa s koeficijentom
transmisivnosti T=233 m2/dan, koeficijentom vodopropusnosti k=16,0 m/dan, faktor
procjeđivanja B=2400 m, koeficijentom uskladištenja S=2,7*10-5 i koeficijentom
vertikalne filtracije
k 'm'
+ k ''m ''
=4,7∗10−5dan−1
.
Na tom sjevernom dijelu područja prvi vodonosni horizont je sloj Vinkovci za
koji se pretpostavlja da se obnavlja oborinskom vodom kroz polupropusnu krovinu. U
južnom dijelu uz rijeku Savu međusobno se teško razlikuju prvi i drugi vodonosni sloj i
10
Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije
vjerojatno predstavljaju jednu hidrauličku cjelinu, a to izuzetno pogoduje prihranjivanju
drugog vodonosnog sloja Vinkovci.
Slika 5. Vodonosni sloj Vinkovci[4]
4.3. Vodonosni sloj Nijemci
Treći vodonosni sloj se naziva Nijemci i po prostiranju slijedi sloj Vinkovci (slika
6). Osnovna karakteristika ovog sloja u odnosu na sloj Vinkovci je njegova veća
debljina, ali i nešto slabija kvaliteta. Uglavnom je izgrađen od sitnozrnatih pijesaka
često prašinastih s proslojcima i lećama glinovito prašinastih materijala. Uočene su i
lokalne pojave šljunaka u istočnom i jugoistočnom dijelu područja. Kod Vinkovaca
treći vodonosni sloj Nijemci se nalazi na dubini od 80 metara, a debljine je 10-20
metara. Na području Đakova treći vodonosni sloj je također na dubini od 80 metara i
slične je debljine kao u Vinkovcima. Podinu ovog trećeg sloja čine u nepravilnoj
izmjeni gline, prah i nešto malo pijeska. Vrijednosti hidrauličkih parametara su
slijedeće: koeficijent transmisivnosti T=52-413 m2/dan , koeficijent vodopropusnosti
k=5-30 m/dan, koeficijent uskladištenja S=1,9*10-4 -4,4*10-3
11
Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije
Slika 6. Vodonosni sloj Nijemci[4]
4.4. Vodonosni sloj Strizivojna
Četvrti vodonosni sloj Strizivojna se također rasprostire po cijelom području
istočne Slavonije. Na užem području Vinkovaca dubina zalijeganja mu je na 120
metara, a slično je i u Đakovu. Sloj se sastoji od pijesaka koji su često prašinasti i
zaglinjeni. Krovina i podina je uglavnom od glinovitoprašinastih materijala koji na ovoj
dubini imaju često laporovite komponente, a česte su i pojave konkrecija.
Hidrogeološke karakteristike sloja nisu ispitivane pokusnim crpljenjem pošto u njemu
nije izveden niti jedan zdenac.
Za vodoopskrbu su zanimljiva prva tri vodonosna sloja zbog mogućnosti njihovog
obnavljanja infiltracijom oborina i pretpostavljenim međuslojnim procjeđivanjem.[3]
12
Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije
4.5. Hidrogeološki model za hidrogeološki sustav Istočne
Slavonije
Ovaj model se koristi za rješavanje nekih hidrogeoloških i hidrauličkih
nepoznanica, a kao rezultat je dobivena donekle izmijenjena slika hidrogeološke građe
prve hidrogeološke zone na području Istočne Slavonije. Za hidrogeološki model je
korišteno područje drugog vodonosnog sloja Vinkovci. Prije izrade modela potrebno je
poznavati njegovu hidrogeološku građu koja je opisana u gornjem tekstu. Kao ulazni
parametri su se koristili razina podzemne vode, transmisivnost, koeficijent uskladištenja
i ukupna količina crpljenja.
Iz ukupnog modela je zaključeno da na području istočne Slavonije unutar prve
hidrogeološke zone postoji vrlo jaka hidraulička veza u području Save. Sjeverno od
Save dolazi do parcijalnog slabljenja i/ili prekida takve veze, a to je uzrokovano
nehomogenošću vodonosnih slojeva. To slabljenje veza može ići do te mjere da se
pojedini dijelovi hidrogeološke zone mogu tretirati kao samostalni slivovi (područje
podzemnog sliva Đakova). U pojedinim dijelovima sjeverne granice postoji jasna
hidraulička veza između Savskog i Dravskog dijela prve hidrogeološke zone (područje
sjeverno od Vinkovaca). Hidraulička veza istočnog i zapadnog dijela iste zone u
savskom dijelu sliva na području Županjske strukturne grede vrlo je slaba ili prekinuta.
U područjima pokrivenim kontinentalnim praporom postoji infiltracija padalina koje
utječu na rezerve najplićeg vodonosnog sloja.
Ovaj model je primjer kako se može modeliranje iskoristiti u hidrologiji za
rješavanje hidrogeoloških prilika u sustavu i njegove nepoznanice. Mora se poštovati
uvjet da se modeliranje provodi postupnim mijenjanjem i testiranjem pojedinih
pretpostavki bez forsiranja i pokušaja dokazivanja jedne od njih [5].
13
Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije
5. Kakvoća podzemnih voda
Za određivanje kvalitativnog stanja vode na području Istočne Slavonije uzorkovana
je podzemna i površinska voda na vodocrpilištima Kanovci i Sopot u Vinkovcima i
Trslana u Đakovu. Zajednička karakteristika ovih vodocrpilišta je što su smješteni
unutar prostora poljoprivrednog zemljišta ili u neposrednoj blizini. Na tim se prostorima
već dugo kontinuirano koriste mineralna gnojiva i različite vrste pesticida.
Kako se već dugo vremena smatra da upotreba mineralnih gnojiva i kemijskih
sredstava ima negativan utjecaj na kakvoću podzemne vode na ovom području
pristupilo se sustavnom istraživanju kojim bi se to i dokazalo. Uzorkovanjem podzemne
vode s različitih dubina proučavano je procjeđivanje (infiltracija) pojedinog elementa, te
njihov vertikalni raspored koncentracija u različitim dijelovima vodonosnog sustava.
Budući da je utvrđena veza površinskih i podzemnih tokova uzorkovana je i površinska
voda na unaprijed određenim lokacijama.
5.1. Uzorkovanje
Uzorci površinskih voda uzeti su u proljeće 1988. iz drenažnih kanala na
poljoprivrednom dobru Sopot i iz rijeke Bosut u Vinkovcima. Uzet je i uzorak izvorske
vode na povremenom procjednom izvoru, koji je smješten u podnožju prapornog
Đakovačko-vinkovačkog ravnjaka. Uzorci su prilikom uzimanja zakiseljeni na pH 2 i
koncentrirani su sa HCl i dopremljenji su u plastičnim spremnicima u laboratorij.
Uzorci podzemnih voda uzeti su u travnju i rujnu 1988. iz pijezometara čiji su
filteri postavljeni ili u pokrovnim polupropusnim naslagama, prvom vodonosnom sloju,
podini prvog vodonosnog sloja ili drugom vodonosnom sloju. Prije uzimanja uzorka
vode s točno određene dubine ispumpan je trostruki volumen vode koji se nalazi u
pijezometarskoj cijevi. To je omogućilo uzimanje reprezentativnog uzorka vode iz
željenog sloja. Mjesta uzimanja uzoraka prikazana su na hidrogeološkim profilima
vodocrpilišta Kanovci i Trslana (slika 7 i 8).
14
Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije
Slika 7. Hidrogeološki profil s mjestima uzimanja uzoraka podzemne vode na lokaciji
crpilišta Vinkovci - Kanovci [3]
Slika 8. Hidrogeološki profil s mjestima uzimanja uzoraka podzemne vode na lokaciji
crpilišta Đakovo-Trslana[3]
15
Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije
5.2. Metodologija provedenih laboratorijskih ispitivanja
Na uzorcima površinskih i podzemnih voda određivale su se koncentracije teških
metala koji se javljaju u tragovima (Cd, Hg, Ni, Pb, Cu, Cr, Co) ili kao mikroelementi
(Fe, Mn) ili kao makroelementi (Ca, Mg, Na, K). Za određivanje sadržaja metala u vodi,
koristila se metoda plamene atomske apsorpcijske spektrofotometrije.
Za svaki element posebno priređene su osnovne standardne otopine, a
koncentracije metala u standardnim otopinama određene su kompleksometrijskim
titracijama. Metoda atomske apsorpcijske spektrofotometrije temelji se na svojstvu da
slobodni atomi u parovitom stanju apsorbiraju svjetlost određene valne dužine iz
vanjskog izvora svjetla. Da bi mogli apsorbirati atomi moraju biti u neekscitiranom i
neioniziranom stanju. Kao izvor svjetla služe šuplje katodne lampe koje emitiraju
svjetlost valnih dužina koje su karakteristične za element čija se koncentracija u uzorku
želi odrediti. Instrument obično iskazuje rezultate mjerenja u jedinicama apsorbancije.
Vrijednosti apsorbancije se nanose na ordinatu u koordinatnom sustavu, a na apcisu se
nanose odgovarajuće poznate koncentracije standardnih otopina u ppm ili ppb. Zatim se
iz tako konstruiranog baždarenog pravca za izmjerene vrijednosti apsorbancije očitavaju
vrijednosti nepoznate koncentracije određenog elementa u uzorku.
Jedino je koncentracija žive u vodi mjerena na drugi način, metodom
besplamene atomske apsorpcijske spektrofotometrije. Razlog tome je što živa na sobnoj
temperaturi postoji u obliku atomizirane pare, pa uopće nije potrebna tako visoka
temperatura za mjerenje žive [3].
5.3. Rezultati analiza
Rezultati provedenih laboratorijskih ispitivanja prikazani su u tablici 1 (za
područje crpilišta Kanovci u Vinkovcima) i tablici 2 (za crpilište Trslana u Đakovu). U
posljednjem stupcu upisane su vrijednosti MDK ( maksimalno dozvoljenih
koncentracija) propisanih Pravilnikom o zdravstvenoj ispravnosti vode za piće. Oni
elementi čije koncentracije prelaze MDK u tablici su označene crvenom bojom. Analize
su izrađene u laboratoriju Vinkovačke veterinarske stanice.
16
Tablica 1.Rezultati kemijskih analiza uzoraka površinskih i podzemnih voda na području vodocrpilišta Kanovci-Vinkovci (Pogreška
određivanja iznosi do 10%)
VINKOVCI -KANOVCI
KROVINA1.VODONOSNOG SLOJA(V- 24/ 3)
1.VODONOSNISLOJ
(V- 26)
2.VODONOSNISLOJ
(V-26)
DRENAŽNI KANAL I
DRENAŽNI KANAL II
BOSUT IZVOR ISPODPLATOA
MDK[6]
µg /L DATUM IV 88.Cd IX 88.
0.10.3
0.10.4
0.10.3
<DL <DL <DL <DL<DL
5 μg/L
IV 88.Hg IX 88.
1.23.9
0.80.6
1.20.4
0.7 0.8 1.00.4
0.8 1 μg/L
IV 88.Ni IX 88.
6.41.8
1.10.1
3.30.8
0.7 1.1 0.70.7
0.8 20 μg/L
IV 88.Pb IX 88.
24.15.8
1.74.4
5.13.2
1.0 1.0 0.92.8
3.0 25 μg/L
IV 88.Cu IX 88.
1.00.8
0.12.6
1.21.0
0.2 <DL 0.20.8
0.3 2000 μg/L
IV 88.Cr IX 88.
4.11.0
3.40.5
0.5 0.5 00.5
1.6 50 μg/L
IV 88.Co IX 88.
0.80.2
<DL0.1
0.70.2
0.1 0.1 0.1<DL
0.1<DL
mg /L DATUM
IV 88.Fe IX 88.
1.32.0
0.25.0
2.11.1
0.1 0.2 0.10.3
0.1 0,2mg/L
IV 88.Mn IX 88.
0.10.1
<DL0.1
0.1<DL
0<DL
0.1 <DL0.1
<DL 0,05mg/L
IV 88.Ca IX 88.
143135
4549
4139
76 58 9391
117
17
VINKOVCI -KANOVCI
KROVINA1.VODONOSNOG SLOJA(V- 24/ 3)
1.VODONOSNISLOJ
(V- 26)
2.VODONOSNISLOJ
(V-26)
DRENAŽNI KANAL I
DRENAŽNI KANAL II
BOSUT IZVOR ISPODPLATOA
MDK [6]
mg /L DATUM
IV 88.Ca IX 88.
143135
4549
4139
76 58 9391
117
IV 88.Mg IX 88.
127134
4956
3232
139 177 7575
95
IV 88.Na IX 88.
2322
7171
108108
35 120 1925
9 200 mg/L
IV 88.K IX 88.
1.070.89
1.492.78
0.90.9
0.7 0.8 2.65.7
<DL 12 mg/L
IV 88.pH IX 88.
7.007.25
7.807.50
7.708.20
7.307.35
6,5-9,5
Tablica 2.Rezultati kemijskih analiza uzoraka podzemnih voda na području vodocrpilišta Trslana-Đakovo (Pogreška određivanja iznosi do 10%)
ĐAKOVO-TRSLANA
PLITKA KROVINA1.VODONOSNOG
SLOJA (V-27/3)
DUBOKA KROVINA1.VODONOSNOG
SLOJA (V-27/2)
1.VODONOSNISLOJ (V-27)
PODINA1.VODONOSNOG
SLOJA (V-27/1)2.VODONOSNI
SLOJ (V-5/1)
MDK[6]
µg /L DATUM IV 88.Cd IX 88.
0.40.4
1.21.4
0.20.5
13.47.4
0.00.1
5 μg/L
IV 88.Hg IX 88.
0.50.3
0.50.3
1.40.5
1.20.5
0.70.5
1 μg/L
IV 88. 1.5 8.3 1.0 33.4 3.1 20 μg/L
18
Ni IX 88. 1.8 2.0 1.1 37.1 1.5
ĐAKOVO-TRSLANA
PLITKA KROVINA1.VODONOSNOG
SLOJA (V-27/3)
DUBOKA KROVINA1.VODONOSNOG
SLOJA (V-27/2)
1.VODONOSNISLOJ (V-27)
PODINA1.VODONOSNOG
SLOJA (V-27/1)
2.VODONOSNISLOJ (V-5/1)
MDK [6]
µg /L DATUM IV 88.Pb IX 88.
0.49.6
28.414.2
7.714.0
389.0294.6
4.44.1
25 μg/L
IV 88.Cu IX 88.
0.72.3
4.42.1
1.03.2
382.1133.2
2.61.6
2000 μg/L
IV 88.Cr IX 88.
0.92.3
00
2.41.1
16.532.7
00
50 μg/L
IV 88.Co IX 88.
0.40.7
0.80.5
0.10.1
33.038.5
0.40.1
mg /LDATUM IV 88.Fe IX 88.
0.50.6
0.20.9
5.51.3
35.535.1
2.14.3
0,2 mg/L
IV 88.Mn IX 88.
1.81.9
2.22.7
0.31.5
0.31.3
0.50.4
0,05 mg/L
IV 88.Ca IX 88.
119127
117127
119141
2166
3729
IV 88.Mg IX 88.
6867
6568
7068
4442
5756
IV 88.Na IX 88.
2223
3443
1730
7865
1517
200 mg/L
IV 88.K IX 88.
0.30.5
0.62.1
0.81.1
2.52.3
1.51.6
12 mg/L
IV 88.pH IX 88.
7.007.40
7.607.60
7.007.20
9.408.80
7-7.507.60-7.80
6,5-9,5
19
Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije
5.4. Objašnjenje rezultata analiza
Iz rezultata provedenih analiza (vidljivih iz tablica) utvrđeno je da se u
podzemnoj vodi nalaze povišene koncentracije žive, olova, željeza i mangana. Svi ostali
mjereni elementi se nalaze unutar dozvoljenih vrijednosti propisanih Pravilnikom o
zdravstvenoj ispravnosti vode za piće (NN 47/08) [6].
Visoki sadržaj otopljenog mangana nalazi se u uzorcima iz pokrova vodonosnih
slojeva na vodocrpilištu Trslana-Đakovo, a visok sadržaj željeza i olova se nalazi u
dubljim dijelovima Đakovačkog hidrogeološkog sustava. Razlog visoke koncentracije
željeza, mangana i olova može se objasniti reduktivnim uvjetima karakterističnim za
određenu hidrogeokemijsku zonu i prisutnim sadržajem organske tvari. Olovo se u
takvim uvjetima zadržava u tlu u obliku olovnog organskog kompleksa.
Povišene koncentracije žive na oba vodocrpilišta mogu imati dva izvora:
korištenja sredstva za zaštitu biljaka (pesticida) i zbog prirodno povišene razine ukupno
otopljene žive. Utjecaj upotrebe pesticida na sadržaj žive je utvrđen u površinskim
vodama drenažnih kanala, Bosutu, te u zonama koje su izložene aktivnoj izmjeni voda
neposredno ispod vodnog lica. Zbog upotrebe mineralnih gnojiva i zagađenja otpadnim
vodama iz okolnih domaćinstava dolazi i do porasta saliniteta vode. Prirodno povišena
razina ukupno otopljene žive nastaje zbog njezinog afiniteta prema nakupljanju na
huminske kiseline i općenito otopljenu organsku materiju u vodi. U jezersko močvarnoj
sredini zbog prisutnog živog svijeta pogodni su uvjeti bioakumulacije žive, a njihovom
mikrobiološkom razgradnjom živa se ponovo oslobađa i dospijeva u vodu [3].
Iako ovim istraživanjem nije obuhvaćeno ispitivanje arsena u podzemnim vodama
istočne Slavonije, mnoga vodocrpilišta imaju problema zbog prevelikih koncentracija
upravo tog elementa. Nerijetko se radi o koncentracijama većim od 10 μg/L što je MDK
propisana Pravilnikom [6]. Postoji nekoliko radova koji objašnjavaju porijeklo i
ponašanje arsena u vodonosnicima istočne Slavonije [7,8]. Uzrok visokih koncentracija
arsena je prvenstveno prirodan. Smatra se da su izvor minerali koji sadrže arsen u
naslagama srednjeg i gornjeg pleistocena. Jakim međudjelovanjem voda-stijena i
topljenjem minerala arsen dospijeva u vodu. Fizikalni i geokemijski uvjeti koji vladaju
u vodonosnoj sredini (redukcijski uvjeti, visoke koncentracije željeza i mangana,
prisutnost organske tvari i čestica gline) pogoduju njegovoj mobilizaciji i akumulaciji.
20
Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije
Za pretpostaviti je da je veliki broj stanovnika bio izložen koncentracijama arsena većim
od 10 μg/L u vodi koju piju, što je veliki zdravstveni problem.
6. Zaključak
Na području istočne Slavonije razvijeni vodovod imaju samo veći gradovi i manje
skupine naselja i istraživanja su rađena kako bi se izradio vodovodni sustav za čitavo
područje. Veliki problem cijelog područja istraživanja je nedostatak potrebnih količina i
precrpljenost izvorišta, te neodgovarajuća kakvoća vode.
Geološki gledano na ovom području se nalaze tri geotektonske jedinice: istočni dio
Dravske potolinena sjeveru, dio Slavonsko-srijemske potoline na jugu, a između ove
dvije potoline nalaze se Đakovačko-vinkovački i Vukovarski ravnjak. Čitavo područje
je u potpunosti prekriveno kvartarnim sedimentima. Za potrebu vodoopskrbe najvažniji
sedimenti su se istaložili tijekom srednjeg i gornjeg pleistocena. Razina podzemne vode
najviša je u području Đakovačko-vinkovačkog i Vukovarskog ravnjaka.
Hidrogeološkim istraživanjima obuhvaćene su kvartarne naslage koje sadrže vodu
pogodnu za vodoopskrbu, a zaliježu do dubine od 200 metara. Napajanje vodonosnika
odvija se uglavnom iz padalina po čitavom području istraživanja, a značajan utjecaj na
podzemne vode ima i rijeka Sava. Na ovom području nalaze se četiri značajna
vodonosna horizonata: Velika Kopanica, Vinkovci, Nijemci i Strizivojna. Za
vodoopskrbu su značajna prva tri vodonosna sloja zbog mogućnosti njihovog
obnavljanja infiltracijom oborina i pretpostavljenim međuslojnim procjeđivanjem.
Za određivanje kakvoće vode uzorkovana je podzemna i površinska voda na
vodocrpilištima Kanovci i Sopot u Vinkovcima i Trslana u Đakovu. Utjecaj
agrotehničkih kemijskih sredstava, mineralnih fosfatnih gnojiva i pesticida na sadržaj
nikla, olova, kroma i žive, ustanovljen je u procjednom pješčanom proslojku u pokrovu
vodonosnih slojeva na području vodocrpilišta Kanovci u Vinkovcima. Jedino količina
ukupno otopljene žive prelazi maksimalno dozvoljene koncentracije za pitku vodu i to
svjedoči o upotrebi pesticida. Koncentracije svih mjerenih teških metala (Cd, Cu, Cr,
21
Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije
Co, Ni), osim žive, olova, željeza i mangana nalaze se ispod zakonom dozvoljenih
koncentracija.
Prirodno povišena razina ukupno otopljene žive posljedica je mogućnosti
bioakumulacije žive tijekom cijele faze sedimentacije polupropusnih naslaga, a nakon
konačnog zatrpavanja vodonosnika i postupne razgradnje akumulirane organske tvari
koju prati velika potrošnja kisika dolazi do stvaranja reduktivnih uvjeta i živa se
reducira te u elementarnom obliku oslobađa u vodenu otopinu. U elementarnom obliku
živa je vrlo mobilna i u reduktivnim i u oksidativnim uvjetima plićih vodonosnih
horizonata te je stoga i njena raspodjela po dubini vodonosnika vrlo neujednačena.
Povišene koncentracije željeza, olova i mangana posljedica su reduktivnih uvjeta u
vodonosniku, a njihovo porijeklo povezano je s litološkim, odnosno mineraloškim
sastavom vodonosnika.
Stoga kada je riječ o vodonosnicima u stijenama međuzrnske poroznosti kakav
je primjer prikazan u ovom radu, treba osim antropogenih izvora onečišćenja
uzeti u razmatranje i prirodne geokemijske uvjete koji također utječu na kakvoću
podzemnih voda.
22
Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije
7. Popis literature:
[1] Strategija upravljanja vodama
[2]Bačani A., Šparica M., Velić J. (1999):QuaternaryDeposits as theHydrogeologicalSystemofEasternSlavonia. GeologiaCroatica. 52/2 ; 141-152 str.
[3] Grgić S. (1990): Utjecaj agrotehničkih kemijskih sredstava na sadržaj teških metala
u podzemnim vodama i tlu na području istočne Slavonije. Magistarski rad,
Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb;145 str.
[4] Capar A. (1992):Poznavanje i istraženost hidrogeologije Savskog sliva Istočne Slavonije. Rudarsko-geološko-naftni zbornik. Vol.4; 23-35 str.
[5] Miletić P., Heinrich-Miletić M., Bačani A. (1993): Konceptualni hidrogeološki model za hidrogeološki sustav Istočne Slavonije. Rudarsko-geološko-naftni zbornik. Vol.5;65-73 str.
[6] Pravilnik o zdravstvenoj ispravnosti vode za piće (NN47/08)
[7] Ujević M., Duić Ž., Casiot C., Sipos L., Santo V., Dadić Ž. & J. Halamić (2010):
Occurrenceand geochemistryofarsenicinthegroundwaterofEastern Croatia. Applied
geochemistry 25:1017-1029.
[8] Ujević Bošnjak M., Copak K., Jazbec A., Casiot C., Sipos L., Poljak V., & Dadić Ž.
(2012):HydrochemicalcharacterizationofarseniccontaminatedalluvialaquiefersinEastern
Croatia usingmultivariatestatisticaltechniquesandriskassessment. Scienceofthe Total
Environment 420; 100-110.
23
Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije
8. Sažetak:
Ime i prezime autora: Kristina Zajec
Naslov rada: Hidrogeološka obilježja i kakvoća podzemnih voda istočne Slavonije
Opis rada:
Veliki problem područja istočne Slavonije je nedostatak potrebnih količina i
precrpljenost izvorišta, te neodgovarajuća kakvoća vode.
Geološki gledano na ovom području se nalaze tri geotektonske jedinice: istočni dio
Dravske potolinena sjeveru, dio Slavonsko-srijemske potoline na jugu, a između ove
dvije potoline nalaze se Đakovačko-vinkovački i Vukovarski ravnjak. Čitavo područje
je u potpunosti prekriveno kvartarnim sedimentima.
Hidrogeološkim istraživanjima obuhvaćene su kvartarne naslageistaložene tijekom
srednjeg i gornjeg pleistocena koje sadrže vodu pogodnu za vodoopskrbu, a zaliježu do
dubine od 200 metara. Za vodoopskrbu su značajna tri vodonosna sloja: Velika
Kopanica, Vinkovci i Nijemci zbog mogućnosti njihovog obnavljanja infiltracijom
oborina i pretpostavljenim međuslojnim procjeđivanjem.
Za određivanje kakvoće vode uzorkovana je podzemna i površinska voda na crpilištima
Kanovci i Sopot u Vinkovcima i Trslana u Đakovu. Koncentracije svih mjerenih teških
metala (Cd, Cu, Cr, Co, Ni), osim žive, olova, željeza i mangana nalaze se ispod
zakonom dozvoljenih koncentracija. Prirodno povišena razina ukupno otopljene žive
posljedica je mogućnosti bioakumulacije žive tijekom cijele faze sedimentacije
polupropusnih naslaga. Utjecaj upotrebe pesticida na sadržaj žive je utvrđen u
površinskim vodama drenažnih kanala, Bosutu, te u zonama koje su izložene aktivnoj
izmjeni voda neposredno ispod vodnog lica. Zbog upotrebe mineralnih gnojiva i
zagađenja otpadnim vodama iz okolnih domaćinstava dolazi i do porasta saliniteta vode.
Povišene koncentracije željeza, olova i mangana posljedica su reduktivnih uvjeta u
vodonosniku, a njihovo porijeklo povezano je s litološkim, odnosno mineraloškim
sastavom vodonosnika.
Ključne riječi: istočna Slavonija, kvartarne naslage, vodonosni sloj, kakvoća vode,
teški metali, antropogeno onečišćenje.
24
Top Related