понедељак, 30. новембар 2009.

BART biodetektori (2)-formiranje biofilma


Sa instalacijom novog bunara dolazi do difuzije kiseonika u podzemne vode cime se pospesuje rast bakterija u njihovom prirodnom stanistu a sa ukljucenjem pumpe dolazi i do pojacanog priliva raznih nutrijenata koji takodje pospesuju rast bakterija. Sa ovim procesima pocinje biozarastanje busotine, tj. promenom prirodnih uslova pospesuje se rad bakterija i pocinje stvaranje biofilma. Biofilm sluzi kao katalizator za procese biozarastanja i korozije bunara u bunaru.

Kada je biozarastanje bunara u pitanju najpoznatije su gvozdjevite bakterije i to Gallionella, Crenothrix, Leptothrix i Sphaerotilus. Istrazivanjima prof. Cullimore (1999) potvrdjeno je da se ove bakterije nalaze u izdanima kao prirodnom stanistu na svim kontinentima.

Bakterije se generalno nalaze u dva stanja: planktonskom stanju kada plivaju slobodno u podzemnoj vodi i sesilnom stanju – prikacene u biofilmu na neku cvrstu podlogu. Uobicajeno misljenje je da bakterije u vodi slobodno plivaju dok u stvarnosti bakterije teze da se prikace za cestice porozne sredine i da tu ostanu. Na slici na pocetku ovog posta (Dr Roy Collimore) prikazan je nacin stvaranja biofilma – bakterija je negativno naelektrisana i biva privucena od pozitivnih naboja na cestici porozne sredine. Dalje, bakterija izlucuje organske polimere koji sluze kao lepak i ucvrscivac. Posle nekog vremena, koje zavisi od raznih uslova u izdani, stvara se biofilm koji se ponasa kao bioloski interfejs preko koga bakterija razmenjuje materiju za vodom koja struji preko njega. Hemijska jedinjenja koja se apsorbuju i akumuliraju u biofilmu mogu se podeliti na hranjive sastojke i bioakumulate. Hranjivi sastojci se koriste od strane bakterija za rast i reprodukciju organizma i njihova koncentracija ne raste kontinualno dok se bioakumulati ne koriste od strane bakterije u metabolizmu vec se inkorporiraju u strukturu biofilma.

Bioakumulati su jedinjenja koja ne podlezu biodegradaciji i sastoje se od metalicnih jona kao sto su Fe, Mn, Al, Cu i Zn. Ovako formiran biofilm predstavlja osnovu za razne bio dogadjaje kao sto su biozarastanje i korozije bunarskih cevi. Biofilm prolazi kroz nekoliko faza u kojima se njegova zapremina prvo povecava, zatim smanjuje sa stvaranjem kanala kroz koje protice voda i kristalne strukture od bioakumulata. Pored biozarastanja bakterije koje su stratifikovane u okviru biofilma mogu da proizvode i kiseline koje dovode do korozije bunarske konstrukcije.

Biofilm moze biti obojen, crna boja biofilma ukazuje na sulfato redukujuce bakterije i redukcione uslove u podzemnoj vodi dok narandzasta, crvena i smedja boja biofilma ukazuju na aerobne uslove i gvozdjevite bakterije. Ukoliko dodje do otkidanja bakterija sa biofilma moze doci i do zamucenja podzemne vode sto se moze proveriti mikroskopom jer se bakterije nalaze u vodi u grupama formirajuci suspendovane cestice bez jasno definisanog oblika.

Takodje, poznato je da razlicite bakterije proizvode razlicite mirise koji mogu da se koriste kao pomoc u inicijalnom odredjivanju tipa bakterija koje su prouzrokovale problem i dovele do npr. smanjenja kapaciteta bunara. Miris na pokvarena jaja ukazuje na anaerobne bakterije i sulfato redukujuce bakterije dok miris na ribu ukazuje na pseudomonad bakterije i aerobnu sredinu. Do obojenosti vode moze doci usled otpustanja gvozdjevitih i manganskih soli iz biofilma.

среда, 25. новембар 2009.

Kursevi matematickog modeliranja - uvod


U svojoj knjizi iz 1992. godine, Applied Groundwater Modeling, Mary P. Anderson opisuje matematicko modeliranje podzemnih voda kao "science and art" (nauku i umetnost). Nauku predstavlja numericka analiza kojom se daju matematicke osnove dok umetnost predstavlja sposobnost modelara da primeni matematicku osnovu na realne primere iz prakse. Iz ovog opisa moze se videti i kompleksnost ovog procesa koji zahteva brojne vestine i dobre teoretske osnove.

Kursevi za ucenje matematickog modeliranja su uglavnom specijalnost Severno Americkog trzista podzemnih voda i njih uglavnom drze firme koje proizvode programe za simulaciju kretanja podzemne vode i transporta zagadjenja kao sto su Environmental Simulation Inc, Schlumberger Water Services i Aquaveo (GMS). Duzina kursa koja se najvise reklamira kod sve tri firme je 4 dana dok je najmanja duzina trajnja 1 ili 2 dana. Za tih 4 dana intenzivnog ucenja kroz tutorijale modelar pocetnik dobija veliku kolicinu informacija i ovladava sa osnovnim tehnikama modeliranja. Naravno, ne moze se reci da se za ova cetiri dana moze nauciti modeliranja ali se moze znatno poboljsati znanje iz ove oblasti i da bi polaznik naucio modeliranje na visem nivou i dalje mora da intenzivno radi na prosirenju znanja.

Pored ovih kurseva vecina pomenutih firmi daje i kurseve koji po duzini trajanja mogu teoretski da budu neograniceni i koji se specificno prilagodjavaju potrebama klijenta.

Naravno ne treba zaboraviti i ON LINE kurseve koji se najcesce rade preko interneta i duzine su sat do tri sata po jednom predavanju. Cak i napredni kursevi mogu da se daju preko interneta, tzv. webinari (seminari preko Interneta), a firma Environmental Simulations Inc uvela je webinare koji traju tri dana nedeljno tri lekcije po 2 sata i sve to dve nedelje.

Iz sopstvenog iskustva, preko 13 godina intenzivnog rada u ovoj oblasti, mogu da kazem da je najbolji nacin za ucenje modeliranja kada se konkretan projekat radi zajedno sa polaznikom od pocetka do kraja. Naravno, ovim ne zelim da kazem da prethodno pomenuti kursevi nisu dobri vec samo da oni predstavljaju uvod u oblast matematickog modeliranja i da je pravi nacin za ucenje dalji rad sa mentorom na konkretnom projektu. Ova vrsta rada sa polaznikom je veoma zahtevna jer puno vreme angazuje predavaca. U kursevima koji traju 4 dana obicno ima 10 polaznika na jednog instruktora sto je i logicno jer je na severno americkom trzistu matematicko modeliranje znatno vise rasireno nego kod nas tako da se moraju smisljati razni nacini za "opismenjavanje" veceg broja buducih modelara.

I ako su moji kapaciteti limitrani, nudim sve vrste kurseva od ON LINE, preko cetvoro dnevnih i kao specijalnost sam uveo jedno mesecni kurs. Ovaj poslednje pomenuti kurs nadoknadjuje materiju iz kurseva u trajanju od 4 dana u kojima se nije mogla obuhvatiti odredjena tematika.

Naravno, rad jedan na jedan uz konkretan projekat je najbolji nacin za savladavanje ovog kompleksnog metoda u kvantitativnoj hidrogeologiji

понедељак, 23. новембар 2009.

Pasivno vs. aktivno uzorkovanje


U svetu ali i kod nas u velikoj vecini slucajeva radi se aktivno uzorkovanje podzemne vode. To se radi na dva nacina, prvi, stariji, ispiranje pijezometra sa 3-5 zapremina pijezometra i uzimanje uzorka i drugi, tzv. "low flow sampling". Low flow sampling se radi sa malim kapacitetom, oko 100 ml/minuti, i voda se crpi sve dok ne dodje do uravnotezenja osnovnih parametara podzemne vode kao sto je pH ili el.provodljivost vode.

Alternativa ovim metodama je uzorkovanje podzemne vode pasivnom metodom uz upotrebu pasivnih uzorkivaca. Prilikom ove vrste uzorkovanja nema crpenja vode nego se pretpostavlja da je voda u pijezometru u zoni filtera reprezentativna za izdan. U pijezometar, u zoni filtra, se spusta uzorkivac i uzima uzorak. U dugotrajnim osmatranjima kvaliteta podzemne vode ovaj nacin uzorkovanja je znatno jeftiniji jer nema crpenja i otpadne vode.

Dobar nacin za upoznavanje sa ovom vrstom uzorkovanja je poseta sajtu http://www.snapsampler.com/

SOLINST oprema za monitoring


Pročitajte kako barometarska efikasnost utiče na nivo podzemne vode:
http://www.solinst.com/Prod/3001/Levelogger-User-Guide/10-Installation-Maintenance/Data-Logger-Installations/10-13-Barologger-Installation/Barometric-Efficiency.html


Litvanija usvojila SOLINST Leveloggere u svoj nacionalni program
http://www.solinst.com/OntheLevel/Fall2008/Lithuania-Levelogger.html


Multilevel uzimanje uzoraka zagađenja iz izdani:
http://www.solinst.com/OntheLevel/Fall2008/CMT-Chlorinated-Solvent.html


Uputstva za SOLINST opremu u pdf formatu:
http://www.solinst.com/Downloads/downmain.html

YSI multiparametarske sonde


Yellow Spring Instruments (YSI) sonde predstavljaju veoma koristan alat u istrazivanju povrsinskih i podzemnih voda. U odredjenim uslovima potrebno je znati trenutne vrednosti merenih parametara u vremenu. Primeri ovakve upotrebe YSI sondi i njihovo povezivanje na Internet mozete videti na sledecim adresama:

http://www.ysieconet.com/public/WebUI/Default.aspx?hidCustomerID=173

http://www.ysieconet.com/public/WebUI/Default.aspx?hidCustomerID=188

http://www.ysieconet.com/public/WebUI/Default.aspx?hidCustomerID=79

Vise o YSI multiparametarskim sondama na http://www.advancegwt.com/Ysi.html

недеља, 22. новембар 2009.

Misterija trovanja arsenikom u Bangladesu resena

Ispod ovog teksta nalazi se link za clanak o trovanju arsenikom u Bangladesu. Nekoliko desetina godina se nije znalo poreklo arsenika u podzemnim vodama. Nadam se da ce link dugo da traje jer je clanak veoma zanimljiv.

http://news.yahoo.com/s/afp/20091115/hl_afp/healthbangladeshwaterarsenic

Inverzni modeli u simulacijama strujanja podzemnih voda


Kao zacetnik 3D modeliranja kretanja podzemnih voda i transporta zagadjenja u regionu koristim ovu priliku da se osvrnem na temu inverznog modeliranja podzemnih voda.

Jos 1996. god. napisan je clanak "Inverse Models: A Necessary Next Step in Ground - Water Modeling" od strane Elieen Poeter i Mary Hill. Iste autorke drze danas predavanja sa temom: "All Models are Wrong: Some of Them are Usefull"

Na trzistu postoji nekoliko programa za inverzno modeliranje od kojih je najpoznatiji PEST. Vise o ovom programu moze se naci na http://www.sspa.com/pest/. Takodje, program UCODE je veoma popularan. Oba ova programa su besplatna i ugradjena su u programe za modeliranje Groundwater Vistas i Visual MODFLOW.

Upotrebom inverznih modela za simulacije kretanja podzemnih voda znacajno se dobija na kvalitetu modeliranja i iz postojecih podataka se izvlaci maksimum informacija. Inverzne modele (PEST) koristim rutinski prilikom izrade svakog modela a kao primer mogu da dam primenu modela za projektovanje izvorista od 625 l/s. Uz pomoc inverznog modela formirano je 5 istih modela, tj. istog stepena tariranosti, ali sa razlicitim rasporedom zona koeficijenta filtracije (kao i vrednosti) i na taj nacin je ukazano na neodredjenost predikcije modela i projektovanog kapaciteta izvorista. Ukoliko zelite ovaj rad mozete preuzeti sa web sajta http://www.advancegwt.com/Sr/CaseStudies.html i to pdf fajl Projektovanje izvorišta za vodosnabdevanje Velike Plane sa matematičkim modelom (upotreba inverznog modela)

субота, 21. новембар 2009.

BART biodetektori


BART biodetektori su jednostavni za upotrebu i ukazuju na karakteristike vode sa mikrobioloskog aspekta. Redovnim pracenjem bakterijske populacije u bunaru sa BART biodetektorima odredjuje se vreme kada je potrebno uraditi regeneraciju a nakon regeneracije, uporedjenjem rezultata pre i posle regeneracije bunara ukazuje se na kvalitet regeneracije bunara.

BART biodetektori ne zahtevaju mikroskop ili labaratoriju, test se radi na sobnoj temperaturi, na polici ili stolu. Prilikom testa jednom (ili vise puta) dnevno osmatraju se promene u BART bocici i na taj nacin odredjuje tip bakterije i agresivnost bakterije. Prilikom testa dolazi do promene boje, pojave gasa i formiranja zelatinasto gela a vremenski period do pojave prve reakcije oznacava broj bakterija i njihovu agresivnost.

Vise o BARTovima na web strani http://www.advancegwt.com/Sr/Wmt.html

петак, 20. новембар 2009.

Programi za matematicko modeliranje podzemnih voda


Kada je u pitanju matematicko modeliranje kretanja podzemnih voda koristim programe i Schlumberger Water Services i Environmental Simulations , Inc. Visual MODFLOW (SWS) i Groundwater Vistas (Environmental Simulations Inc) su veoma dobri programi s tim sto svaki ima svoje osobenosti. Visual MODFLOW je mozda laksi za koriscenje dok je Groundwater Vistas detaljniji.

Na web sajtu AGT, http://www.advancegwt.com/Software.html moze se naci demo verzija Groundwater Vistas koja je ogranicena na 50 redova, 50 kolona i 3 sloja. Takodje, kada se instalira ova verzija dobija se dosta tutorijala preko kojih moze da se nauci koriscenje programa.

четвртак, 19. новембар 2009.

Pocetak rada bloga o podzemnim vodama i zastiti covekove okoline

U cilju boljeg upoznavanja sa savremenim tehnologijama u oblasti podzemnih voda i zastite covekove okoline pokrenuo sam ovaj blog. Nadam se da ce ovaj blog doprineti razvoju zajednice koja se bavi podzemnim vodama i zastiti covekove okoline.