Sveučilište u Zagrebu

Geotehnički fakultet

Kategorija: Predmeti

Naziv predmeta: Hidrogeokemija

Diplomski studij, Upravljanje okolišem, 2. semestar
Diplomski studij, Upravljanje vodama, 2. semestar

Cilj predmeta: Osposobiti studente za projektiranje, izradu i interpretaciju hidrogeokemijskih i izotopnih istraživanja u istraživanju vodnih resursa i inženjerstvu okoliša.

Izvedba:

• 30 P (predavanja)
• 15 A (auditorne vježbe)
• 15 S (seminar)

Okvirni sadržaj predmeta: Predavanja (30): Uvod – geokemijska diferencijacija elemenata u prirodi, fizikalna svojstva vode (2);
Termodinamičke osnove ravnoteže u vodenim otopinama (2). Nastanak prirodnog kemijskog sastava prirodnih voda - procesi trošenja i alteracije stijena i tla (2). Hidrogeokemija silikata (3). Hidrogeokemija karbonata (3) Redukcijsko-oksidacijski procesi u vodama (3); Koloidni sustavi u prirodnim vodama (3); Sastav oborina, površinskih i podzemnih voda, mora i oceana (2). Porijeklo, geokemijska obilježja i uporaba prirodnih radioaktivnog izotopa ugljika (14C) i stabilnog izotopa ugljika (13C) u istraživanju voda (2) (određivanje porijekla voda, hidrodinamičkih obilježja vodonosnika i vremena zadržavanja vode u podzemlju, dinamike mora i oceana). Porijeklo i uporaba radioaktivnog izotopa vodika (3H, tricij) (određivanje hidrodinamičkih obilježja vodonosnika i vremena zadržavanja vode u podzemlju) (2).Stabilni izotopi vodika i kisika (porijeklo, geokemija, primjena). Stabilni izotopi sumpora34S i dušika 15N (porijeklo, geokemija, primjena) (2). Korištenje geokemijskog modeliranja u istraživanju prirodnih voda - modeli specijacija, modeli ravnoteže masa, modeli reakcijskih puteva, modeliranje titriranja jedne otopine s drugom, miješanje voda različitog porijekla, simuliranje ponašanja pojedinih tipova onečišćenja (3). Standardi kakvoće kopnenih voda i priobalnog mora (zakonska regulativa, pravilnici i uredbe o kakvoći voda) (1).
Auditorne vježbe (15): Prikazati, statistički izračunati i interpretirati hidrogeokemijske podatake (2). Primjeri (4).
Prikazivanje, hidrološko-izotopno modeliranje i interpretacija rezultata određivanja aktivnosti 14C, 3H, 18O i 2H (3). Interpretacija rezultata određivanja 34S i 15N u vodama (2). Izračuni specijacija pojedinih elemenata u različitim geokemijskim uvjetima pomoću geokemijskih modela (2). Izračun pronosa masa i interpretacija modela ravnoteže masa i reakcijskih puteva za slučajeve promjene kemijskog sastava voda duž puta, doprinosa voda različitog porijekla, doprinosa onečišćenih voda, miješanja voda različitog porijekla i sl. (3)
Laboratorijske vježbe (15): Prikupljanje i analiza uzoraka površinskih, i podzemnih voda i mora - postupci i oprema za prikupljanje uzoraka površinskih i podzemnih voda (2); određivanje kiselosti tla i sedimenata (1); određivanje sadržaja karbonata u tlu i sedimentima – volumetrijska metoda (1); određivanje osnovnog ionskog sastava uzoraka vode (5); određivanje kapaciteta ionske izmjene metodom s amonij-acetatom (2); ekstrakcija elemenata topljivih u zlatotopci (2), ekstrakcija elemenata u vodenom eluatu (2).

Nakon usvajanja gradiva studenti će moći:
• primijeniti (hidro)geokemijske metode u istraživanju vode i tla
• izraditi geostatističke prostorne analize promjene koncentracije onečišćivača
• koordinirati i surađivati u izradi studija utjecaja na okoliš i elaborata zaštite okoliša, objedinjenih uvjeta zaštite okoliša, izvješća o zaštiti okoliša, te izvješća za pojedine sastavnice okoliša • ocijeniti kvalitativno i kvantitativno stanje površinskih i podzemnih voda
• primijeniti rezultate hidrogeokemijskih istraživanja u upravljanju vodama
• koristiti rezultate određivanja prirodnih izotopa u istraživanju voda, odrediti osnovne hidrogeokemijske pokazatelje u uzorcima voda, tla i sedimenata
• prikazati, analizirati i interpretirati rezultate hidrogeokemijskih istraživanja
• testirati i simulirati ponašanja otopljenih tvari u vodama
• testirati hipoteze o porijeklu voda i miješanju voda različitog porijekla pomoću geokemijskog modeliranja
• sintetizirati rezultate hidrogeokemijskih i izotopnih istraživanja s ostalim komponentama okoliša
• vrednovati osjetljivost vodonosnih sustava na prirodne i antropogene utjecaje
• odrediti kriterije zaštite s obzirom određene hidrogeokemijske uvjete u skladu sa zakonskom regulativom RH i EU

5 ECTS

Nastavnik: Prof. dr. sc. Sanja Kapelj
Suradnik: Doc. dr. sc. Dragana Dogančić

Literatura:

Obavezna:

[1] Kapelj, S. (2010): Geokemija voda u upravljanju vodama, inženjerstvu okoliša i geoinženjerst.. Int. skripta, 110 str.
[2] Levačić, E.: Osnove geokemije voda Sveučilište u Zagrebu, Geotehnički fakultet Varaždin, 1997., 232 str.

Preporučena:

[1] Predavanja i vježbe u ppt. formatu.
[2] Appelo, C.A.J., Postma, D.: Geochemistry, groundwater and pollution. Balkema, Rotterdam, 1994., 534 str. [3] Mazor, E.: Chemical and Isotopic Groundwater Hydrology, 3rd edition, Marcel Dekker Inc., New Yorl, Basel, 2004.,453 str.
[3] Parkhurst, D.L.: PHREEQC- computer program for speciation, reaction-path, advective-transport and inverse geochemical calculations. Water-Resources Investigations Report 95-4227, USGS, Lakewood, Colorado, 1995.
[4] Plummer, L.N., Prestemon, E.C., Parkhurst , D.L.(1994): An interactive code (NETPATH) for modelling net geochemical reactions along flow path, Version 2.0. USGS Water-Resources Investigation Report 94-4169, Reston,
Virginia, 1994