See veebileht kasutab küpsiseid kasutaja sessiooni andmete hoidmiseks. Veebilehe kasutamisega nõustute ETISe kasutustingimustega. Loe rohkem
Olen nõus
"Eesti Teadusfondi uurimistoetus" projekt ETF9172
ETF9172 "Raua geoloogilised allikad ja geokeemia Kesk-Devoni veekompleksis (1.01.2012−31.12.2015)", Enn Karro, Tartu Ülikool, Loodus- ja tehnoloogiateaduskond, Tartu Ülikooli Ökoloogia- ja Maateaduste Instituut.
ETF9172
Raua geoloogilised allikad ja geokeemia Kesk-Devoni veekompleksis
Geological sources and geochemistry of iron in Middle-Devonian aquifer system
1.01.2012
31.12.2015
Teadus- ja arendusprojekt
Eesti Teadusfondi uurimistoetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.2. MaateadusedP470 Hüdrogeoloogia, geoplaneering ja ehitusgeoloogia 1.4. Maateadused ja sellega seotud keskkonnateadused (geoloogia, geofüüsika, mineroloogia, füüsiline geograafia ning teised geoteadused, meteoroloogia ja ning teised atmosfääriteadused, klimatoloogia, okeanograafia, vulkanoloogia, paleoökoloogia50,0
4. Loodusteadused ja tehnika4.2. MaateadusedP420 Petroloogia, mineroloogia, geokeemia 1.4. Maateadused ja sellega seotud keskkonnateadused (geoloogia, geofüüsika, mineroloogia, füüsiline geograafia ning teised geoteadused, meteoroloogia ja ning teised atmosfääriteadused, klimatoloogia, okeanograafia, vulkanoloogia, paleoökoloogia50,0
PerioodSumma
01.01.2012−31.12.20128 496,00 EUR
01.01.2013−31.12.20138 496,00 EUR
01.01.2014−31.12.20148 496,00 EUR
01.01.2015−31.12.20158 496,00 EUR
33 984,00 EUR

Põhjavee keemilise koostise kujunemine sõltub veekompleksi moodustavate kivimite mineraloogilisest ja keemilisest koostisest ning kivimite ja vee piirpinnal aset leidvatest geokeemilistest protsessidest. Raua (Fe) liikumine ja akumuleerumine sõltub mitmetest füüsikalis-keemilistest nähtustest nagu adsorptsioon, ioonvahetus, settimine ja kompleksühendite moodustumine. Lisaks eelnevale on põhjavee Fe-sisaldus sõltuvuses keskkonna redoksomadustest, pH-st, põhjavee soolsusest ja keemilisest tüübist, kivimite murenemise intensiivsusest ning vettjuhtivate kivimite savikusest ja orgaanilise aine sisaldusest.Devoni ladestu kivimites esineva põhjavee kõrge rauasisaldus on üheks tõsisemaks Eesti joogivee kvaliteediprobleemiks. Projekti eesmärgiks on selgitada Kesk-Devoni veekompleksi kui Lõuna-Eesti peamist joogiveeallikat moodustavates kivimites esineva Fe-sisaldusi ning üldistada rauarikka põhjavee tekke skeemi. Selleks analüüsitakse rahvusvaheliselt aksepteeritavate meetoditega keemiliste elementide sisaldust anomaalselt kõrge Fe sisaldusega ning sellega piirnevate alade põhjavees, teostatakse Devoni ladestu kivimite keemiline ja mineraloogiline analüüs ning leostuskatsed. Laboratoorsete leostuskatsete käigus rakendatakse järjestikuse ekstraheerimise meetodit, mis võimaldab selgitada Fe seotust kivimimaatriksi eri fraktsioonidega (ioonvahetuslik, seotud karbonaatidega, orgaanilise ainega, raua silikaatide ja püriidiga). Geokeemilise modelleerimise (Geochemist’s Workbench) ja teoreetilise termodünaamilise analüüsi (PHREEQC) abil selgitatakse tasakaalulisi seoseid põhjavee keemilise koostise ja vettkandvate kivimikihtide mineraloogilise ning keemilise koostise vahel. Selgitamaks erinevat tehnoloogiat kasutavate veepuhastusseadmete töö efektiivsust, analüüsitakse puhastisse siseneva loodusliku põhjavee ja puhastist väljuva vee keemilist koostist. Seega on töö tulemustel lisaks teaduslikule ka rakenduslik väärtus - uus geokeemiline informatsioon aitab teha otsuseid puurkaevude asukoha ja konstruktsiooni ning rauaärastusmeetodi valikul. Projekti tulemused annavad lisateavet veemajanduskavade arendamiseks ning projekti materjale saab edukalt rakendada geoloogia ja keskkonnatehnoloogia eriala tudengite ja kraadiõppurite õppes.
Mineralogical and chemical composition of aquifer forming rocks as well as the geochemical interactions between water and the rock affect the formation of the chemical composition of the groundwater. The movement and accumulation of iron (Fe) depends on the complex interaction between the liquid and solid phases, like adsorption, ion exchange, precipitation and complexion. Furthermore, the concentration of Fe in groundwater depend on the oxidation/reduction conditions, pH, the salinity and chemical type of groundwater, the intensity of the weathering processes and the amount of clay and humus in the aquifer material. High Fe concentration in Devonian aquifers in one of the most serious drinking water quality problem in Estonia. The aim of the project is to clarify the content of Fe in aquifer forming Devonian rocks and make a general scheme on the sequences of geochemical processes leading to Fe-rich groundwater in Middle-Devonian aquifer system, the main drinking water source in South-Estonia. To achieve the aim of the project groundwater chemistry will be studied in Fe-rich areas and adjacent parts of Middle-Devonian aquifer system, using internationally accepted methods, the chemical and mineralogical analysis of the aquifer forming rocks and the laboratory leaching experiments of crushed rock samples will be performed. Sequential extraction procedures will be applied in order to determine Fe partitioning in certain fractions of rock matrix (exchangeable, bound to carbonates, to organic matter, to silicate minerals and pyrite). The reaction paths of dominating geochemical processes leading towards thermodynamic equilibrium between groundwater and host rock will be described and the results analysed using the computer programs (Geochemist’s Workbench, PHREEQC). Water chemistry will be analysed before and after the treatment at groundwater supply plants with different Fe removal technologies in order to find out the most effective. Thus, the project has also an applied outcome – a new hydrochemical information, which helps to choose the location and construction parameters for new wells and the selection of the most appropriate raw water treatment facilities. The results of the project support the development of the management plans for Estonian catchment areas and the materials of the project will be used for training students in the field of geology and environmental technology.
Projekti eesmärgiks oli selgitada Kesk-Devoni (D2) veekompleksi kivimites esineva Fe sisaldusi ja üldistada Fe-rikka põhjavee tekke skeemi. Põhjavee hüdrokeemilisele andmestikule tuginedes piiritleti Fe sisalduste levik ja anomaaliad Lõuna-Eestis, näidati, et veekompleksis valitsevate redutseerivate tingimuste tõttu moodustab Feüld bilansist peamise osa Fe2+, veekompleksis esinevad kõrged NH4+ ja H2S sisaldused. Domineerivad joogiveele kehtestatud Fe piirsisaldusest (0.2 mg/l) kõrgemad väärtused, mis ulatuvad 20 mg/l ning põhjavee Fe-rikkus on seotud hüdrodünaamilise taustsüsteemiga. Filtratsiooniteekonnal toitealadelt väljavoolualade suunas toimub põhjavee rikastumine Fe osas. Teostati veekompleksi moodustavate kivimite keemiline ja mineraloogiline analüüs ning laboratoorsed leostuskatsed selgitamaks geokeemilisi seosed põhjavee ning eri tüüpi kivimite vahel. Tuvastati seosed terrigeensete kivimite lõimise, keemilise koostise ning laboratoorsete leostuskatsete käigus vette leostunud raua vahel. Puhastusseadmete töö efektiivsuse analüüs näitas, et rauaärastus toimub kõige efektiivsemalt eelaereerimisega seadmetes, tõhusaim puhastites kasutatav filtermaterjal on Birm. Projekti täitjad kaitsesid magistritöö ning doktoritöö, projekti tulemusi esitati ettekannetena neljal konverentsil.