strokovno delo UOK 504.05/ 06:625.711.3(497.12 Postojna) PODROBN O SPREMLJANJE KVALITETE VODE , ODTEKAJOČ E Z AVTOCESTE iN NJEN VPLIV NA KRAŠKO VOD O Janja KOCOVŠEK mag, dipl. ing. kem. tehnoi., Institut za raziskovanj« krasa ZR C SAZU , 66230 Postojna, Titov trg 2, SLO MD, I stilu to per !o studio det Carso presso i i CRS ASSA, 66230 Postojna, Titov trg 2, SL O IZVLEČEK Članek obravnava podrobne meritve onesnažene padavinske vode, ki odteka z avtoceste v iovilnik olj pri Postojni in podaja rezultate nadaljevanja raziskav, ki 50 bile že predhodno objavljene. Tokrat smo podrobno spremljali sestavo vode, ki je odtekala z avtoceste v času sedmih padavinskih dogodkov v zimskem in poletnem času. Analizirali smo 18 vzorcev vode dotoka in 18 vzorcev vode, ki iz iovilnika odteka neposredno v kras. Naj­večja količina onesnaženja odteka s cestišča ob začetnem spiranju, čeprav vrednosti merjenih parametrov tudi po intenzivnih padavinah ne padejo pod določeno mejo, kar je posledica stalnega onesnaževanja. Večina onesnaženja zaradi prometa očitno ostaja na cestišču. Težke kovine so v tleh in vegetaciji ugotavljali le v neposredni bližini avtoceste, V vodi z avtoceste smo od težkih kovin poleg svinca in kadmija določili tudi cink in baker. Iste kovine pa so prisotne tudi v sedimentu izvira Malni, le dobra dva kilometra stran, ki je zajet za vodno oskrbo prebivalstva postojnske občine, Potrebno bi bilo ugotoviti izvor tega onesnaženja, da se ne bomo čez leta pritoževali, da smo zo­pet zagrešili ekološko napako, ki hi jo lahko pravočasno, sorazmerno enostavno in z majhnimi sredstvi preprečili. Ključne besede: krasoslovje, kraške vode, človekov vpliv, onesnaževanje zaradi prometa, Siovenija, primorski kras Key words: karstology, karst waters, human impact, pollution due to traffic, Slovenia, primorski kras UVO D Rezultati spremljanja sestave vode, ki odteka z avto­ceste Razdrto - Ljubljana na odseku pri Postojni (Ko­govsek, 1993), kažejo na onesnaženje odtekajoče vode z avtoceste ob najrazličnejših razmerah: takoj po dol­gotrajni suši, v času soljenja cest, ob in po intenzivnih nalivih. Ugotovili smo vrsto onesnaženja kot tudi njegov obseg glede na posamezne parametre. Ugotavljali smo visoko prisotnost kloridov ter vzpo­redno visoko specifično električno prevodnost zaradi soljenja cest, ki se lahko začne že oktobra in traja do aprila. Prisotnost organskega onesnaženja, ki smo ga določali z metodo kemijske (KPK) in biokemijske (8PK) potrebe po kisiku, in vzporedno povišana motnost so pokazali, da so pomemben vir onesnaženja cestišča trdni delci in da gre za pretežno težko razgradljive or­ganske snovi. Določali smo povišane vsebnosti sulfatov, svinca in kadmija, ne pa tudi nitratov. Vzporedno spremljanje sestave odtočne vode iz iovilnika v kras je v razmerah umirjenega manjšega do­toka in s tem povezanega usedanja trdnih nečistoč v lo­vilniku pokazalo na opazno boljšo kvaliteto odtoka v primerjavi z dotokom. Vendar pa se je usedla nesnaga že ob prvem večjem intenzivnem nalivu ob velikem do­toku vode v Iovilnik dobro premešala in kot suspenzija sprala v kras. SPREMLJANJE SESTAVE DOTOK A V LOVILNIK OB POSAMEZNIH PADAVINAH - spremljanje vodnih valov Odločili smo se, da v naših nadaljnjih raziskavah po­drobneje preučimo sestavo voda, ki odtekajo ž avto­ceste (slika 1 in 2) v času različnih vbdnih valov/to je ob naraščajočem in kasneje upadajočem dotoku vode s cestišča v Iovilnik, ki je posledica enkratnih različno izdatnih in intenzivnih padavin. Za to spremljanje je bilo potrebno pogostno vzorčevanje dotoka v lovilniku, Janja KOGOVŠEK r PODROBN O SPREMLJANJE KVALITETE VODE,ODTEKAJOČ E Z AVTOCEST E I N NJE N VPLI V N A KRAŠK O VODO , 119-154 Slika 1: Odsek avtoceste Ljubljana - Razdrto pri Po­stojni, s katerega ob padavinah odteka onesnažena vo­da v lovilnik olj pri Stari vasi (foto }. Hajna). Fig. 1: The section of motorway Ljubljana -Razdrto near Postojna; the rainwater accumulates in the oil collector at Stara Vas (Photo: J. Hajna). ki se je običajno začelo takoj po začetku padavin in nadaljevalo v različnih krajših časovnih intervalih, ko smo zajeti 2 do 4 vzorce. Tako smo analizirali 7 vodnih valov. Vse meritve so potekale z istimi metodami kot ob prvih opazovanjih v letu 1992 in delno v letu 1993 in na istem odseku avtoceste pri Postojni v lovilniku olj pri Stari vasi (slika 3). Kratek pregled meritev 18 vzorcev po posameznih parametrih je razviden v tabelah 1 in 2. Opazne so znatno višje vrednosti SEP, vsebnosti kloridov in kalnosti v času zime in soljenja ceste v primerjavi z meritvami v poletnem času, ko pa so znatno višje vrednosti svinca in kadmija. Prvi vzorec smo zajeli ob 7.15, ko je bil dotok v lovilnik največji. Izmerili smo zelo visoko motnost (464 FTU), a vzporedno visoko KPK (340 mg02 dm*3) ter nižjo BPK5, kar vse kaže na akumuliranje onesnaženja na cestišču v daljšem obdobju, ko ni bilo spiranja. Visoka vrednost specifične električne prevodnosti (SEP) 3500 |jS cm'1 je bila posledica predvsem visoke vse­bnosti kloridov (1200 mg dm"3) zaradi soljenja ceste, pa T SEP kalnost KPK BPK5 Cl" S04 2 " Pb Cd NO3­ °C pS cm"1 FTU mg02 dm"3 mg d m"3 !.ig dm'3 mg dm"3 maks. 9.2 7810 780 480 45 1980 158 1790 76 19 min. 4.6 173 57 33 5 30 3 3 185 3 povp. 6.7 1920 285 150 17 520 47 680 50 8 Tabela 1: Rezultati meritev v zimskih mesecih. Table 1: Results of measurements during winter. T SEP kalnost KPK BPK5 ci-so4 2" Pb Cd NO3­ °C pS cm"1 FTU mg02 dm"3 mg d m"3 pg dm"3 mg dm"3 maks. 11.7 216 93 274 70 35 39 11100 250 10 min. 18,6 50 23 19 4 7 11 2280 65 2 povp. 15.9 126 50 113 21 18 23 3750 167 5 Tabela 2: Rezultati meritev v poletnem času. Table 2: Results of measurements during summer. tudi višje vsebnosti sulfatov (108 mg dm"3). Sorazmerno T - temperatura, temperature; SEP • spec. el. pre-visoka je bila tudi vsebnost svinca. To začetno stanje se vodnost, conductivity; kalnost, turbidity; KPK - kemijska je med nadaljnjimi vzorčevanji močno spreminjalo potreba po kisiku, chemical oxigen demand; BPK -(slika 4). Ob počasnem upadu dotoka vode v lovilnik je biokemijska potreba po kisiku, biochemical oxigen razviden vzporeden začetni izrazit ter kasnejši umirjen demand; C/" -kloridichlorides; SO42' -sulfati upad vseh parametrov. Po sorazmerno dobrem in sulphates; Pb - svinec, lead; Cd - kadmij, cadmium; doigem spiranju cestišča (skupno je padlo 32 mm dežja) NOf - nitrati, nitrates. ugotavljamo, da je po 11 urah (4. vzorec) pritekla v lo­ Janja KOGOVŠEK : PODROBN O SPREMLJANJE KVALITET E VODE,ODTEKAJOČ E Z AVTOCEST E IN NJE N VPLI V N A KRAŠK O VODO , 149-154 vilnik še sorazmerno onesnažena voda, kar se je kazalo predvsem v motnosti (57 FTU), KPK (44 mgC>2 d nT3) in vsebnosti svinca (460 pg dm"3). Kloridov je bito še 115 mg dm*3, SEP pa je bila 470 pS cm"1 . PREGLED REZULTATOV OPAZOVANIH VODNIH VALOV 1. vodni val 24. marca 1993 Prvi vodni val smo spremljati 24. marca 1993 po dolgi zimski suši, ko je bil pretežen del decembra 1992 brez padavin, januarja, februarja in v začeteku marca 1993 pa jih je bilo zelo malo (18.5 mm). Po treh sušnih mesecih je začelo 24. marca 1993 ob 7.00 deževati, dež pa je čez dan pojenjal in prešel v pršenje. 2. vodni val 3. junija 1993 April in maj 1993 sta bila sorazmerno suha, saj je skupno padlo le 97 mm dežja. Dobra dva tedna, preden smo 3. junija opazovali 2. vodni val, ni bilo padavin. Na dan opazovanja je padlo 30.5 mm dežja. Najin­tenzivneje je deževalo od 7.00 do 8.00, ko je padlo 15.5 mm dežja, od 8.00 do 9.00 je padlo le 3 mm dežja, nato pa do 14.00 v presledkih le še 1 mm. Prvo vzorčevanje ob 8.30, ob največjem dotoku vo­de v lovilnik, je pokazalo sorazmerno nizko vrednost SEP in kloridov, kar pomeni, da je bila sol po zimskem soijenju že sprana. Tudi kalnost je bila sorazmerno niz­ka (93 FTU), izstopajo pa visoka BPKS (70 mg0 2 dm'3), sorazmerno visoka KPK (220 mgO j dm'3), pa tudi viso­ka vsebnost svinca in kadmija. Ob naslednjem vzor­čevanju ob 9.15 je bil dotok vode več kot 2-krat manjši, vendar pa smo izmerili opazno nižje vrednosti vseh merjenih parametrov, razen svinca. Očitno je prišlo v času prvega dežja do dobrega spiranja cestišča. Sledilo je tretje vzorčevanje čez dobro uro, ko je bit dotok minimalen, nekako 4-krat manjši kot pri drugem vzorčevanju. Iz sfike 5 je razviden manjši porast skoro vseh merjenih parametrov, kar si razlagamo s spiranjem še vedno prisotnega onesnaženja na cestišču, predvsem Slika 2: Opazovani odsek avtoceste pri Postojni in lovilnik olj; kjer smo vzorčevali odtekajočo vodo z avtoceste. Fig. 2: The observed section of motorway near Postojna and the oil collector where the water was sampled. Janja KOCOVŠEK : PODROBN O SPREMLJANJE KVALITETE VODE,ODTEKAJOČ E Z AVTOCEST E tN NJE N VPLI V N A KRAŠK O VODO , 149-154 Slika 3: Lovilnik olj pri Stari vasi (foto j. Hajna). Fig. 3: The oil collector at Stara Vas (Photo: /. Hajna). pa z manjšim razredčevanjem v primerjavi z drugim vzorcem, izjema sta le motnost, ki je ostala konstantna, in vsebnost svinca, ki je nekoliko upadla. Na osnovi izmerjenih vrednosti oz. njihovih povprečkov in koli­čine padavin, ki so padle na opazovani odsek ceste ob oceni evaporacije na nekako 30%, smo ocenili, da je priteklo v času drugega vodnega vala v lovilnik 300 m3 vode. Ta je sprala s cestišča prek 5 kg kloridov, skoraj 8 kg sulfatov, prek pol kg svinca in 10-krat manj kadmija. Organsko onesnaženje je bilo ekvivalentno 35 kg O2 (KPK), biološko razgradljivi del (BPKS) pa 14 kg 0 2 . To je le groba ocena odteklega onesnaženja, saj bi za popolnejši izračun potrebovali podrobnejša opazovanja, predvsem pa meritve pretoka. Na omenjeni odsek pade letno 40.000 m3 padavin, izbrani val za oceno količine onesnaženja pa je bil v poletnem času, ko smo beležili v splošnem manjše onesnaženje kot pa v zimskem času. 3500 24. marec 1993 SEP nSfaii 3000 kalnost FTU ""a- KPK m^l 2500 20U U -a-BPKmgrt -o - kloridi mgrt —a— sulfoti m^fi i 50 0 j Pb {!g/l 1000 + 50 0 j 09:36 U:O0 16:4 8 19:1 2 Slika 4: Vodni val marca 1993: vrednosti merjenih pa­rametrov ob upadajočem dotoku vode v lovilnik olj. Fig. 4: Water pulse on March 1993: the values of measured parameters at the decreasing wafer inflow into the oil collector. 3. vodni val 6. julija 1993 V drugi in tretji dekadi junija je deževalo 10 dni in padlo 115 mm dežja. Sledil je teden brez padavin. 6. julija je okoli 13.00 pol ure močno deževalo, in nato do večera bolj zmerno. Skupno je padlo 37 mm padavin. Glede na količino padavin je ta vodni val primerljiv z drugim vodnim valom, le da so bile padavine inten­zivnejše in smo zajeli začetno močno naraščanje pretoka. Ob prvem vzorčevanju ob 13.55 je bil dotok vode v lovilnik enak kot v začetku 2. vodnega vala. Vrednosti merjenih parametrov so bile le nekoliko višje, z izjemo svinca, kjer smo zabeležili maksimalno vrednost v okviru vseh dosedanjih meritev odtočne vode z avtoceste (11.1 mg dm"3). Pri drugem vzorčevanju, 10 minut za prvim, je bil pretok znatno višji in pri vseh parametrih smo zabeležili znižanje merjenih parametrov na polovične vrednosti, vsebnosti svinca pa na petino, predvsem kot posledico večjega redčenja. Ob tretjem zajemu, Id je sledil po nadaljnjih 10 minutah, pa je bil pretok že tolikšen, da je prišlo zaradi premajhnega odtoka iz lovilnika do zastajanja oz. naraščanja vode v lovilniku, kar je onemogočilo nadaljnje zajemanje. Spremljanje pretoka v tem valu je pokazalo, kako mo­čan je lahko dotok voda s cestišča ob izdatnih, inten­zivnih padavinah, kar je osnova za načrtovanje ustrezno velikih lovilnikov. 4. vodni val 29. septembra 1993 Po 3. opazovanem vodnem valu je padlo v juliju in avgustu 92 mm. V septembru je nato padlo 330 mm dežja, od tega kar 47 mm dva dni pred opazovanim valom. Cestišče je bilo res dobro sprano in pričakovali smo sorazmerno čiste odtočne vode s cestišča. Dne 29. septembra je od 7.00 do 15.00 padlo 12 mm dežja. Prvi vzorec smo zajeli ob minimalnem dotoku v lovilnik. Zabeležili smo najnižje začetne vred­nosti parametrov v okviru vseh opazovanih valov. SEP je dosegala 158 pS cnr 1, motnost 64 FTU, KPK 44 in 8PKS 7.3 mg O2 drn"3 . Voda je vsebovala tudi 24 mg dm"3 sulfatov. Pri drugem vzorčevanju čez 2 uri in pol, ko je bil pretok kar nekajkrat večji, smo zabeležili od 2- do 3­krat nižje vrednosti merjenih parametrov. Ta vodni val je ponovno pokazal, da se s cestišča, kljub poprej­šnjemu daljšemu tn dobremu spiranju, odtekajo še so­razmerno onesnažene vode. Pri odtoku teh voda v vodotok, kjer prihaja do razredčevalnih efektov, bi po sedaj veljavni zakonodaji tako onesnažene vode lahko spuščali v vodotok. Vendar pa gre v našem primeru za direkten odtok v kras brez predhodnih razredčevalnih učinkov, in to na vodozbir­nem območju zajetega izvira Malni, ki leži 140 m niže in le 2 km stran od avtoceste, v drugem varstvenem območju izvira (Odlok o zaščitnih območjih vodnega Janja KOGOVŠEK : PODROSN O SPREMLJANJE KVALITET E VO D E.ODTEKAIOČ E Z AVTOCEST E !N NJE N VPLIVN A KRAŠK O VODO , 149-1S4 vira Malni pri Planini pri Rakeku). Le nekaj km stran na območju Postojnske jame smo ugotavljali, da preide voda 100 m debele apnence lahko tudi že v dobri uri (Kogovšek, 1995), tako da tudi na območju avtoceste lahko računamo s podobno prepustnostjo kamnin, kar pa bi pokazala le podrobnejša sledenja z območja avto­ceste. 5. vodni val od 9. do 15. decembra 1993 V tem primeru smo opazovali spreminjanje sestave vode v času več dni, ko so padle sorazmerno izdatne padavine, vendar zelo neenakomerno. V oktobru in novembru je padlo 517 mm dežja. Začetek decembra je bil suh, 9. decembra pa so padle minimalne padavine (1 mm), vendar pa je bil dotok v lovilnik le nekoliko manjši kot v 4. vodnem valu. Verjetno je del vode prispeval tudi taleči se sneg ob robu ceste. Enajstega in trinajstega decembra je padlo skupno 22 mm dežja, štirinajstega decembra pa še 53 mm. Sestava prvega vzorca (9. decembra) je bila primerljiva s prvimi vzorci v 2. in 3. vodnem valu, z izjemo kloridov in specifične električne prevodnosti. O b 2. vzorčevanju 14. decembra je bi! dotok opazno višji kot ob prvem, vrednosti vseh mer­jenih parametrov z izjemo BPK5 pa so znatno upadle. Čez dan je izdatno deževalo, dež pa se je nadaljeval še 15. decembra. Istega dne je bil dotok ob 3. vzorčevanju povišan, vendar ne toliko, kolikor bi pričakovali glede na količine dežja. Zabeležili smo znatno zmanjšanje SEP in vsebnosti kloridov (4-krat), manj pa motnosti ter vsebnosti sulfatov in svinca. KPK je celo nekoliko porasla, BPK5 pa le neznatno upadla. Povprečne vred­nosti so biie nekoliko nižje od povprečnih vrednosti za zimsko obdobje, z izjemo BPKj. Očitno je prišlo do glavnega odtoka in spiranja že med vzorčevanji, saj so intervali med vzorci tokrat trajali celo dan in več. Vzorci so tako odraz stanja po opisanem spiranju cestišča. 6. vodni val 26. januarja 1994 Po vzorčevanju 5, vodnega vala je v decembru padlo še 88 mm dežja, v januarju 1994 pa 140 mm. Teden dni pred vzorčevanji ni bilo padavin, 26. januarja pa je od noči do 14.00 padlo 4.2 mm dežja. Te male padavine so slabo spirale cestišče, hkrati pa ni bilo večjega razredčevanja onesnaženja, kar se je odrazilo v sorazmerno visokiK izhodnih vrednostih mer­jenih parametrov ob prvem vzorčevanju. Dotok vode je bil ob drugem vzorčevanju višji in izmerjene vrednosti vseh parametrov nižje. KPK je upadla 3-krat, SEP in vsebnost kloridov 2.5-krat; podobno tudi sulfati, manj pa 8PK5, kalnost, vsebnost svinca in kadmija. Pov­prečne vrednosti vseh parametrov, razen BPK5 in vseb­nosti svinca, močno presegajo povprečne zimske vred­nosti. 3. junij 1993 -O- SEP ,iS;„in -a- kalnost FTU t 8 KPK mg/l a BPKmet -o- kloridi mg/l -o- silM mgl "•G™ Pb !ig/l » c