Changes in Water Chemistry as a Result of Rainfall Runoff from the Roofs of Various Coatings. Part I / Kształtowanie Się Chemizmu Wód Opadowych W Wyniku Spływu Z Dachów O Różnych Pokryciach. Część I

• Authors: Marcin Niemiec
• Languages of publication: EN

Abstracts

EN

The aim of the study was to determine the level of calcium, magnesium, sodium, phosphorus and potassium in the waters flowing from the roofs of houses with varying degrees of coverage on the background of their contents in rain waters. On the basis of the Minister of Environment Decree of 24 July 2006 on conditions to be met for the introduction of sewage into the water or ground and on substances particularly harmful to the aquatic environment, runoff from paved areas shall be treated as sewage, and runoff from roofs of buildings are treated as pure water and can be discharged into the environment without a permit. However, literature data indicate the possibility of a significant enrichment of rainwater at the time of contact with the roof covering. The study included 24 roofs of houses or small trade buildings. As background to the research used rainwater collected in two randomly selected locations within the area of research. The study was conducted in areas with low human impact, in order to best capture the effect of the type of roofing material on the formation of water chemistry. Research area was located in the Luslawice in the Tarnow county in Malopolska province. The study included the most common roofs in the surveyed area: cement tile, ceramic tile, bituminous, unpainted galvanized metal, copper and asbestos cement. The tested water samples to determine the content of calcium, phosphorus, magnesium, sodium and potassium. In addition, it was determined the pH value of water and electrolytic conductivity. The results of this study indicate that the water runs off the roofs of respondents in each case contained a greater quantity of the analyzed elements in comparison with rainwater. For example, while the average content of magnesium in the water flowing from the tile cement was almost ten times higher than in rain water, in the case of tile ceramic was almost five times more water from the bituminous coverings contained about three times more magnesium, and water from the galvanized metal contained about six times more as compared with rainwater. Also in the case of most other elements enrichment factors found in the waters cover the cement (tile, and asbestos cement) then galvanized and coated while the lowest were recorded in the enrichment of waters from the roofs of the covering of ceramic tiles. Also noted an increase in the conductivity values in waters from the roofs of the coverings of cement, galvanized steel and ceramic tiles. All runoff from the roofs were of generally higher pH value compared with rainwater, the biggest reaction - about 8 found in the water with cement tiles, slightly lower, about 7.0 in water from roofs with ceramic tiles and sheet copper. pH of the water in the coated sheet was lower than in water, rainwater and oscillating within 5.5. Rainwater pH was 5.94.

PL

Celem pracy było określenie składu chemicznego wód spływających z dachów domów z różnym pokryciem na tle ich zawartości w wodzie deszczowej. W niniejszej pracy przedstawiono zawartość wapnia, magnezu, sodu, fosforu i potasu. Na podstawie Rozporządzenia Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego spływy z terenów utwardzonych traktowane są jako ścieki, natomiast spływy z dachów budynków traktowane są jako wody czyste i można je odprowadzać do środowiska bez pozwolenia wodnoprawnego. Dane literaturowe wskazują jednak na możliwość znacznego wzbogacenia wody deszczowej w czasie kontaktu z pokryciem dachowym. Badaniami objęto 24 dachy domów jednorodzinnych lub małych budynków pełniących funkcje siedzib firm handlowo-usługowych. Jako tło do badań użyto wody opadowej zebranej w dwóch losowo wybranych miejscach na terenie obszaru badań. Badania przeprowadzono na terenach o niskiej antropopresji, aby jak najlepiej uchwycić wpływ rodzaju pokrycia dachowego na kształtowanie się chemizmu wód. Obszar badań zlokalizowany był we wsi Lusławice w powiecie tarnowskim, województwo małopolskie. Badaniami objęto dachy najczęściej występujące na badanym terenie: dachówka cementowa, dachówka ceramiczna, pokrycie bitumiczne, blacha ocynkowana, blacha miedziana, a także eternit. W badanych próbkach wód oznaczono zawartość wapnia, fosforu, magnezu, sodu oraz potasu. Dodatkowo oznaczono wartość pH wody oraz przewodność elektrolityczną. Wyniki przeprowadzonych badań wskazują, że woda spływająca z badanych dachów w każdym przypadku zawierała większe ilości analizowanych pierwiastków w porównaniu z wodą deszczową, przy czym na przykład średnia zawartość magnezu w wodzie spływającej z dachówki cementowej była prawie dziesięciokrotnie większa niż w wodzie deszczowej, w przypadku dachówki ceramicznej było to prawie 5 razy więcej, natomiast woda z pokryć bitumicznych zawierała około 3 razy więcej magnezu, natomiast woda z blach ocynkowanej i powlekanej zawierała około 6 razy więcej tego pierwiastka w porównaniu z wodą deszczową. Także w przypadku pozostałych pierwiastków największe współczynniki wzbogacenia odnotowano w wodach z pokryć cementowych (dachówka i eternit),następnie z blach ocynkowanych i powlekanych, a najmniejsze wzbogacenie odnotowano w wodach z dachów o pokryciach z dachówek ceramicznych. Odnotowano także zwiększenie się wartości przewodności elektrolitycznej w wodach z dachów o pokryciach cementowych, blachy ocynkowanej oraz dachówki ceramicznej. Wszystkie spływy z dachów odznaczały się generalnie większą wartością pH w porównaniu do wody deszczowej; największy odczyn - około 8 - stwierdzono w wodzie z dachówki cementowej, nieco niższy, około 7,0, w wodzie z dachów z dachówki ceramicznej i blachy miedzianej. Wartość pH wody blachy powlekanej była niższa niż w wodzie deszczowej i oscylowała w granicach 5,5. Odczyn deszczówki wynosił 5,94.

Keywords

EN

rainwater tanks; water pollution; runoff from roofs; sodium; potassium; calcium; magnesium; phosphorus

PL

zbiorniki wód opadowych; zanieczyszczenia wody; spływy z dachów; sód; potas; wapń; magnez; fosfor

• Publisher: De Gruyter Open
• Journal: Chemistry-Didactics-Ecology-Metrology
• Year: 2012
• Volume: 17
• Issue: 1-2
• Pages: 121-131

Dates

published

1 - 12 - 2012

online

17 - 01 - 2013

Contributors

author

Marcin Niemiec

• Department of Agricultural and Environmental Chemistry, University of Agriculture in Krakow, al. A. Mickiewicza 21, 31-120 Kraków, Poland

References

• [1] Scholz M. Bioresour Technol. 2004;95(3):269-279.[PubMed]
• [2] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego (DzU z dnia 31 lipca 2006 r.). Na podstawie art. 45 ust. 1 pkt 1 i 3 ustawy z dnia 18 lipca 2001 r. - Prawo wodne (DzU z 2005 r. Nr 239, poz. 2019 i Nr 267, poz. 2255).
• [3] Hatt BE, Deletic A, Fletcher TD. J Environ Manage. 2006;79(1):102-113.[PubMed]
• [4] Imteaz MA, Shanableh A, Rahman A, Ahsand A. Resour Conserv Recycl. 2011;55(11):1022-1029.
• [5] Honório BAD, Horbe AMC, Seyler P. Atmos Res. 2010;98(2-4):416-425.
• [6] Schriewer A, Horn H, Helmreich B. Corros Sci. 2008;50(2):384-391.
• [7] Albrechtsen HJ. Water Sci Technol. 2002;46(6-7):311-316.[PubMed]
• [8] Kuperman GR, Potapov MB, Sinitzina EA. Eur J Soil Biol. 2002;38(3-4):277-280.
• [9] Simmons G, Hope W, Lewis G, Whitmore J, Gao W. Water Res. 2001;35(6):1518-1526.[PubMed]
• [10] Lee JY, Bak G, Han M. Environ Pollut. 2012;162:422-429.
• [11] Hatt BE, Deletic A, Fletcher TD. J Environ Manage. 2006;79(1):102-113.[PubMed]
• [12] Farreny R, Morales-Pinzon T, Guisasola A, Taya C, Rieradevall J, Gabarrell X. Water Res. 2011;45:3245-3254.
• [13] Göbel P, Dierkes C, Coldeweya WG. J Contam Hydrol. 2007;91(1-2):26-42.[PubMed]
• [14] Kelly DG, Ron D, Weir RD. J Environ Sci. 2011;23(7):1072-1078.
• [15] Kruszyk R. Raport o stanie geoekosystemów Polski w roku 2008. Poznań: Inspekcja Ochrony Środowiska; 2009.
• [16] Arsene C, Olariu RI, Mihalopoulos N. Atmos Environ. 2007;41(40):9452-9467.
• [17] Lu X, Li LY, Lia N, Yang G, Luo D, Chena J. Atmos Environ. 2011;45(28):5058-5063.
• [18] Zobrist J, Müller SR, Ammann A, Bucheli TD, Mottier V, Ochs M, Schoenenberger R, Eugster J, Boller M. Water Res. 2000;34:1455-1462.

Identifiers

DOI

10.2478/cdem-2013-0011