UNIVERZITET U BEOGRADURUDARSKo - GEoLo Stct FAKULTET

D EPARTMAN ZAHIDROGEOLOGIIU

XIV SRPSKI SIMPOZTITJM

o HIDROGEOLOGIIIsa medunarodnim udeSfum

ZBORNIKMDOVA

ZLATIBORL7-20. mai?OLZ, godine

,t

ffiHc-ww{,#

i

xry SRPSKT STMPOZLIUM O HTDROGEOLOGIIIsa medunarodnim ude5iem

ZBORNIK RADOVA

IZDAVAE:

Univerzitet u BeograduRudarsko -geolo5ki fakultet

DuSina 7

ZAIZDAVAEA:

Prof. dr Vladica Cvetkovid, dekanRudarsko -geoloSki fakultet

TEHNICKI UREDNICI:

Nevena Savt(,, dipl. inZ.Marina Jovanovii, dipl. rnl.

TIRAZ:

150 primeraka

SraruPA:

Stamparij a Grafik Centar

Na 123. sednici Nastavno-nauinog ve6a Departmana za hidrogeologiju doneta je odluka o organizaciji XIVsrpskog simpozijuma o hidrogeologiji sa medunarodnim ude56em, koja je utvrdena saglasno5du Nastavno-naudnog veia Rudarsko-geolo5kog fakulteta o d 24.05.20 1,L.

CIP - Katalogizacija u publikacijiNarodna biblioteka Srbije, Beogradss6.3(082)

SRPSKI simpozijum o hidrogeologiji sa medunarodnim uie5dem (I4;2072; Zlatibor)Zbornik radova XIV srpskog simpozijuma o hidrogeologiji sa meclunarodnim ude5iem,Zlatibo4 77-20.maj201,2. godine /[organizator Rudarsko-geolo5ki fakultet,.. et al.]. - Beograd : #Univerzitet,#Rudarsko-geolo5ki fakultet, 2012 (Beograd : Grafik centar),- [LB],642 str. : ilustr. ; 30 cm

Na vrhu nasl. str.: Departman za hidrogeologiju. - TiraZ 150. - Str. [7-B]:Uvodna ret organizatora / Dejan Milenii, Zoran Stevanovi6. - Abstracts. -Bibliografija uz svaki rad.

rsBN 978-86 -7 352-236-4

a) Hidrogeologija - ZborniciCOBISS.SR-ID 190619660

rtLtil:r

ir

$

ORGANIZACIONI ODBOR:

Predsednik:Prof. dr Deian Milenit,, dipl. ini.

Orga nizaci oni s ekretari :

Nevena Savi t, dipl. ini.Duro Milankovi6, dipl, ini.

elanovi:

L Prof, dr Petar Dokmanovi t,, dipl. ini.2. Prof, dr Olivera Krunid, dipl. ini.3. Dr Vladimir BeliEevid, dipl. ini,4. Dr Milovan Rakii a3, dipl, ini.5. Mihailo Mandid, dipl, ini.6. Zoran Danilovid, dipl, ini,7 . Dragan Mitrovi t,, dipl. ini.B. Nenad Toholi, dipl. ini.9. Vladan Koci(,, dipl. ini.

NAUCIVI ODBOR:

Predsednik:Prof. dr Zoran Stevanovid, dipl, ini.

Clanovi:

1. Prof, dr Nenad Banjac, dipl. ini.2. Prof. dr Adam Dangit,, dipl, ini,3. Prof. dr Petar Milanovid, dipl. Ini.4. Prof, dr Budimir Filipovid, dipl. ini.5. Prof. dr NadeZda Dimitriievid, dipl. ini.6. Prof, dr Borivoie Miiatovid, dipl, ini,7. Prof, dr Milan Dimkit,, dipl, ini.B. Prof, dr Mi6ko Radulovid, dipl. ini.9. Prof, dr Deian Mileni6, dipl. ini,10. Prof. dr Slobodan Vuiasinovid, dipl. ini.

REDAKCIONI ODBOR:

Clanovi:

1.0. Deian Dra5kovit,, dipl. ini.11. Ivan Dokic, dipl. ini,12. ZoricaVukidevid, dipl. ini.L3. Ivana Demi t,, dipl. ini.t4. Neda Devi6, dipl. ini,15. UroS Uro5evid, dipl. ini16, Tibor Slimak, dipl. ini17. Du5an Duri6, dipl. iniLB. Mihailo Kurela dipl. ini

It. Prof, dr Vojislav Tomi6, dipl, ini.12. Prof. dr Milojko Lazif , dipl. ini,L3. Prof, dr Veselin Dragi5id, dipl. ini.1,4. Prof. dr lvan Mati6, dipl. ini,15. Prof, dr Mihailo Milivojevif, dipl. ini,L6, Prof, dr Milenko PuSi6, dipl. ini,17, Prof. dr Petar Papi6 , dipl, hem,

L8. Prof, dr Zoran Nikie , dipl. ini,19. Dr Milenko Vasiljevid, dipl. ini,20. Mr Milena Zlokolica Mandit,, dipl. int.

Prof, dr Zoran Stevanovi6, dipl. ini,Prof. dr Deian Mileni6, dipl. ini.Doc. dr Vesna Ristid-Vakaniac, dipl. ini.Prof. dr DuSan Polomtid, dipl. ini.Doc. dr Igor femcov, dipl. ini.

>--

ORGANIZATO R SIM P O ZUUMA:

UNIVERZITET U BEOGRADU

RU DARSKO - G E O LO S KI FAKT] LTET

D EPARTIVIAN ZA H I D RO GE O LO GIJ U

u saradnji sa

DRuSrvoM GElLoSruu INZENJERA r rnHNrcena nRBTIE

.SRPS KIM GE O LO S rcIM D RU SrVO YI

NACIONALN IM KOIWITETOIW IAH

SPONZORI:

GENERALNI SPONZOR;

Institu t zavodoprivredu "laroslav eerni"

POKROVITELJ:

Op5tina C"ietina:-

' SPONZORI:

SIEMENS d.o.o.: REHAU d.o.o,

GRAD CECET<

DONATORI:

Departman za hidrogeologiju, Rudarsko-geolo5ki fakultet

"HidJffH:,ffidoo,,Geo ing system" d.o.o.

,,Hidro-geo rad" d.o.o.

,,Geco -inZenj ering" d.o.o.

Republifki zavod za geolo5ka istraZivanja, Republika Srpska

,,Zlatibor voda"

,,Ma5inoprojekt KOPRING" a.d.

XIV SRPSKI HIDROGEOLOSKI SIMPOZIJUM sa medunarodnim ude5cem

NITRATI U PODZEMNIM VODAMA SRBIJENITRATES IN GROUNDWATER IN SERBIA

Maja Todorovi6l, Marina Gukll lJniverzitet u Beogradu, Rudarsko-geolo1ki fakultet, Duilina 7, 11000 Beograd:E-ma il : m aja.todorovicS7 @g mail.com, marinacu k@ymail.com

APSTRAKT: Analizom podataka sa 100 izvoiSta podzemnih voda izradena je hidrohemijska kaftakoncentracije nitrata u podzemnim vodama u cilju upoznavanja kvaliteta voda sa aspekta ovogparametra. Maksimalno dozvoljena koncentracija ovog jona u vodi za pi6e iznosi 50 mg/L. Prirodnimprocesima nastaju koncentracije nitrata u podzemnim vodama do 10 mg/L, dok vrednosti preko ovekoncentracije najie*5e reflektuju uticaj antropogenog faktora. Srednja vrednost koncentracije nitrata naosnovu obradenih hemijskih analiza voda sa izvoriSta iznosi 29,81 mg/L, pri 6emu opseg koncentracijaiznosi od 0 do preko 250 mg/L. Analizom rezultata doS/o se do zaklju1ka da vode iz izvori$ta formiranihu neogenim sedimentima nisu optereCene nitratima. Ove podzemne vode su zahvadene iz dubljih izdanikoje su od prodiranja zagadujuCih materija iz pli1ih delova terena zaSticene vodonepropusnim glinovitimnaslagama. Vode iz karstnih izdani imaju zanemarljivo male koncentracije nitrata, dok su nitratimanajoptereCenije vode iz aluvijalnih izdani, pri iemu se kao najzagadenije izdvajaju vode izvoriStaformiranih u aluvionu Velike Morave.

Kljudne reEi: nitrati, podzemne vode, kvalitet, Srbija

ABSTRACT: Based on analyzed data from 100 sources of groundwater, hydrochemical map wasprepared to show nitrate concentrations in groundwater in order to understand water quality in terms ofthis parameter. The maximum permissible concentration of this ion in drinking water is 50 mg/L. Nitrateoccurs naturally in groundwater, usually at concentrations up to 10 mg/L, whereas values over thisconcentration often reflect the influence of anthropogenic factors. The mean value of nitrateconcentration, on the basis of chemical analysis of groundwater from the groundwater sources, is 29.81mg/L, with a range of concentrations ranging from 0 to over 250 mg/L. By analyzing the resu/fs rt wasconcluded that water from the Neogene sediments are notloaded with nitrates. These groundwaters fromdeeper aquifer are not affected by the penetration of pollutants from the shallower pafts of the tenain,and are protected by impermeable clay layers. Water from the karst aguifer have negligibleconcentrations of nitrate, while waters most loaded with nitrates are from the alluvial aguifer, where asthe most polluted groundwater sources are those formed in alluvial of Velika Morava river. Water fromthe karst aquifer in Belgrade, on fhe basis of analysis of 25 public water fountains and wells at severallocations, contain different concentrations of nitrate, depending on the hydrogeological conditions andthe large number of anthropogenic pollutants.

Key words: nitrates, groundwater, quality, Serbia

607

Todorovic.

1. UVOD

Nitrati se prirodno pojavljuju kao deo azotnog ciklusa. Prisustvo ovog jona u podzemnim vodamaukazuje na potpunu oksidaciju jedinjenja koja sadrZe azot. Nitrati nastali iskljudivo prirodnim putem, u prirodi senalaze u zanemarljivo malim koncentracijama i kao takvi nemaju Stetne efekte po zdravlje Zivih organizama. Kaoprirodni proces infiltracije iz padavina i mineralizacije organskih supstanci u zemljistu, u podzemnim vodamanastaju koncentracije nitrata do 10 mg/1. Vrednosti nitrata preko ove granice najde56e reflektuju uticaiantropogenog faktora. Propisi iz oblasti kvaliteta vode za pice usvojili su granidnu vrednost od 50 mg/L kaomaksimalno dozvoljenu koncentraciju nitrata u vodi za pice (SluZbeni list, SRJ, br. 42198 i 44199).

Kada je u pitanju zagadenje voda nitratima u Srbiji kljudne izvore predstavljaju netretirane industr'rjske i

komunalne otpadne vode, drena2ne vode iz poljoprivrede, ocedne i procedne vode iz deponija, kao i zagadenjavezana za rad termoelektrana (Pregled stanja Zivotne sredine, 2007). Prisustvo nitrata u podzemnim vodamamoZe da ima negativne posledice po zdravlje ljudi. Negativno dejstvo nitrata predstavlja proces redukcije nitrata unitrite, koji u visokim dozama izazivaju kardiovaskularne poremedaje, odnosno methemoglobinemiju u ni2imdozama. Methemoglobinemija se odnosi na procese u kojima se hemoglobin oksiduje do methemoglobina. Kadanivo methemoglobina u krvi raste, nivo kiseonika opada.

Republika Srbija ce u narednom periodu biti u obavezi da, u svoje propise iz oblasti Zivotne sredine,implementira Direktivu EU 91/676/EC ("Nitratnu direktivu"). To je propis koji obavezuje drZavu da identifikuje vodeugroZene nitratnim zagadenjem i one koje u bliskoj budu6nosti mogu biti ugroZene. Kriterijum je da koncentracijanitrata bude ispod 50 mgil u podzemnim vodama. Poljoprivredni regioni koji doprinose ovakvom zagadenju uidentifikovanim zagaclenim/potencijalno zagadenim vodama moraju biti oznadeni kao ugroZene zone. U takvimzonama potrebno je usvojiti i primeniti specijalne mere, odnosno akcione programe i programe monitoringa, saciljem da se smanji koncentracija nitrata ispod propisanih vrednosti.

2. REZULTATI I DISKUSIJA

U cilju definisanja kvaliteta podzemnih voda za javno snabdevanje na teritoriji Srbije sa aspektaprisustva nitrata uzeti su obradeni podzemnih voda iz 100 izvori5ta regionalnog i lokalnog znatala.

Najve6i broj uzoraka je obraden iz zbijenog i karstnog tipa izdani. lzvori5ta formirana u okviru zbijenogtipa izdani uglavnom se vezuju za dve sredine: aluvijalne sedimente i neogene basene. Kvalitet podzemnih vodaaluvijalnih izdani je pod direktnim uticajem povr6inskih recnih voda, padavina kao i antropogenih aktivnosti.lzvoriSta u neogenim naslagama su karakteristidna po tome Sto su vodonosni slojevi formirani uglavnom upeskovitim horizontima koji se smenjuju sa slabo propusnim glinama, koje spredavaju da zagadenje sa povrSineterena dode do izdani. Vode karstnih izdani karakterise dobar kvalitet, mala mineralizacija sa jedne strane i

izuzetno nepovoljni uslovi za5tite od zagadivanja, sa druge strane.Podaci su statistidki obradeni igraficki interpretirani u programu IBM SPSS 19.0. Rezultati su ukazali na

veliki opseg koncentracija, pri demu je srednja vrednost koncentracija nitrata za sva izvoriSta ispod MDK od 50mg/L nitrata u vodi za pice (Tabela 1). Na Slici 1a prikazan je histogram raspodele koncentracije nitrata uizvoriStima i moZe se videti da najve6i broj uzoraka ne prelazi MDK.

Tabela 1. Statistiiki parametri koncentracije nitrata u podzemnim vodama izvorista za javno snabdevanje u Srb'tji.Table 1. Statistical parameters of nitrate concentrations in groundwater sources for public watersupply in Serbia.

Analizom ovih podataka po litolo5kim sredinama, ustanovljeno je da su vode u aluvionima znatno vi5eoptereeene nitratnim jonima u odnosu na vode iz neogenih naslaga i krecnjaka (Slika 1b). Zone prihranjivanjaizdani formiranih u aluvionima su uglavnom pokrivene poljoprivrednim povr5inama i naseljima, a na javnikanalizacioni sistem prikljudeno je tek oko 40% domacinstava na teritoriji Srbije odnosno samo 9 % seoskihdomacinstava (Nacionalni program, 201 0).

Brojuzoraka

Min Max Srednja vrednost Standardna devijacija

Nitrati 100 00 253 30 29.81 48 68

608

emnim vodama Srbr7

J(tE

H

6t-z

EeoNapa

0 50 100 1s0 200 zfi 300

Nitrafi [mg/LlAlwijalni Neogenl l(reCnJadsedlmenU sedlmentl

Slika 1. a) Histogram koncentracije nitrata u izvoriStima za javno snabdevanje na teritoriji Srbije, b) koncentracijenitrata u podzemnim vodama (minimalne i maksimalne vrednosti sa medijanom) po tipovima izdani

Figure 1. a) Distribution of nitrate concentration in groundwater sources for public water supply in Serbia b)concentrations of nitrates in groundwater by aquifer type (minimum and maximum values of the median)

lnterpretacijom raspoloZivih podataka uradena je hidrohemijska karta koncentracije nitrata u podzemnimvodama za vodosnabdevanje (Slika 2). Pored intezivne poljoprivredne aktivnosti, u podzemnim vodama izvoriStaza vodosnabdevanje Vojvodine nisu registrovane znacajne koncentracije nitrata zbog postojanja vodonepropqsneglinovite povlate koja spredava prodiranje zagaduju6ih materija sa povr5ine terena (Slika 2).

Posmatraju6i koncentracije iznad propisane vrednosti (50 mg/L) izdvaja se podrudje Velike Morave(Slika 2). Fizidko-hemijske analize uzoraka reke Velike Morave su pokazale da se koncentracije nitrata u vodamaove reke nalaze daleko ispod MDK (oko 10 mg/L) (Stojadinovi6 V., 2006).

Na kvalitet podzemnih voda u oblasti aluviona Velike Morave negativno uti6e primena dubriva upoljoprivredi, kao i ispuStanje otpadnih industrijskih i komunalnih voda u nadizdanski sloj ili u povriinske tokove.Jedan od najve6ih problema na ovom podrudju je odsustvo kanalizacione mreZe u seoskim naseljima, pastanovni5tvo otpadne vode ispu5ta u primitivno izradene septidke jame, ili napu5tene bunare, 6ime je ostvarenadirektna v eza izdani sa kontami n iranim vodama.

^ovoo ooo

o

< 10 mg/L NO.'

10 - 50 mg/L NO,'> 50 mg/L NO;

Slika 2. Hidrohemijska karta koncentracije nitrata u podzemnim vodama izvoiSta SrbijeFigure 2. Hydrochemical map of nitrate concentration in groundwater sources of Serbia

o

oo

l;::, '

1=,,".

,::',.

Jagodina

609

Znacajno regionalno izvori5te u ovom delu Srbije je izvoriSte "Kljud" koje se koristi za vodosnabdevaniegrada PoZarevca. lzvori5te je formirano u okviru aluvijalne izdani koja se prihranjuje izpravca Velike Morave iizpravca naseljenog zaleda, koje nema regulisan kanalizacioni sistem, dok je Sira okolina pokrivena poljoprivrednimzemlji5tem. Prosedna godi5nja vrednost koncentracije nitrata u podzemnim vodama bunara ovog izvori5ta u 2Of i.godini dostigla je vrednost od 90 mg/L NOg-. Vrednosti nitrata izmerene u podzemnim vodama u blizini reke imaiuznatno manje vrednosti (5-20 mg/L), zahvaljujudi uticaju Velike Morave. U cilju odredivanja dominantnog izvoiakontaminacije i uticaja nitrata na kvalitet podzemnih voda izvori5ta "Kljug:, sprovedeno ie istraZivanje bazirano naprimeni metode izotopa. Primena dvojne izotopske metode, odnosa ('"Ni'*N) i ('oO/'oO), identifikovala je dviglavna izttora zagadivanja: zemljiSni organski azot, stajnjaci i kanalizacije. Uprkos poljoprivrednim aktivnostima,prisustvo nitrata iz ovog izvora je zanemarljivo (Miljevi6 N. i dr, 2011).

Za analiziranje prisustva nitrata u podzemnim vodama karstnog tipa izdani i uticaja urbanizacije, uzeti suuzorci podzemnih voda iz tri bu5ena bunara (USce, Skadarlija i Botanidka Ba5ta) i sa 25 kaptiranih izvora 6avnih6esmi) na teritoriji Beograda.

Koncentracije nitrata u podzemnim vodama sa lokalnosti USie, Skadarlija i Botanidka Ba5ta se znadajnorazlikuju. Podzemne vode iz bunara na lokaciji U56e imaju koncentraciju nitrata 45 mg/L NO3-, dok je u bunaru uSkadarliji utvrdena niska koncentracija nitrata (1 mg/L NOg). lzdan je u tom delu zaiticena vodonepropusnompovlatom koja spredava infiltraciju potencijalnih zagadujucih materija. U podzemnim vodama iz bunara uBotanidkoj ba5ti izmerena je koncentracija nitrata od 90 mg/L. Visokim koncentracijama nitrata na ovoj lokacijiznadajno doprinosi prirodno raspadanje organskih materija (Petrovi6 T., 2005).

lspitivanja su pokazala da je 17 % od ukupnog broja uzoraka sa javnih desmi pokazalo fizidko-hemijskuneispravnost, diji je najde5ci uzrok povecana koncentracija nitrata i poviSena elektroprovodljivost. Pored toga,u izvesnom broju uzoraka je registrovana pove6ana koncentracija nitrita, hlorida ili amonijum jona, Sto je obi6nopra6eno mikrobiolo5kim zagadenjem. Pove6ana koncentracija nitrata u vodama pojedinih javnih desmi uprigradskim podrudjima koja su okruZena poljoprivrednim zemlji5tem, moZe biti posledica nestrudnog tretiranjazemlji5ta velikim kolidinama azotnih dubriva. Koncentracije nitratnih jona su u proseku oko 45 mg/L ukalcijumskim vodama i oko 60 mg/L u hidrokarbonatno-hloridnim vodama (Kostic T., 2005).

3. ZAKLJUEAK

Nitrati su joni azota koja se prirodnim putem u podzemnim vodama nalaze u malim koncentracijama (do10 mg/L). Ve6e koncentracije nastaju pod uticajem antropogenog faktora. Propisana maksimalno dozvoljenavrednost nitrata u vodi za pi6e iznosi 50 mg/L. Nitratnom Direktivom Republika Srbija 6e biti u obavezi daidentifikuje zone sa koncentracijama nitrata preko 50 mg/L i da na njima primeni odredene mere u ciljusmanjivanja koncentracije nitrata ispod propisanih granica, kao i da uspostavi program monitoringa kvalitetapodzemnih voda.

Analizom 100 uzoraka podzemnih voda iz izvori5ta za javno snabdevanje vodom na teritoriji Srbijeustanovljeno je da su koncentracije nitrata najvecim delom u dozvoljenim granicama, pri demu deo uzorakaprelazi maksimalno dozvoljenu koncentraciju od 50 mg/L. U najvedem broju slucajeva, nedozvoljenekoncentracije nitrata konstatovane su u vodama aluvijalnih izdani. Posebno je ugroZen aluvion Velike Morave,gde se izdan prihranjuje iz naseljenog zaleda gde nije regulisan kanalizacioni sistem. Podzemne vode izvori5ta"Kljud" su na radun tih zagadenih voda, dostigle koncentraciju nitrata od 90 mg/L u 2011. godini. U podzemnimvodama izvori5ta za vodosnabdevanje Vojvodine nisu registrovane zna6ajne koncentracije nitrata iz razlogazahvatanja voda iz dubljih delova terena i postojanja glinovitih slojeva koji spredavaju prodiranje zagadenja sapovrSine, gde je zastupljena intenzivna poljoprivredna aktivnost.

Vode karstnih izdaniimaju zanemarljivo male koncentracije nitrata, a kao primer uticaja urbanizacile nakvalitet podzemnih voda karstnog tipa izdani obradene su javne desme i bu5eni bunari na podrudju Beograda.Najde56i uzrok fizicko-hemijske neispravnosti voda su pove6ane koncentracije nitrata koje desto pojavljuju sapoveianom elektroprovodljivoScu.Na osnovu prikupljenih analiza podzemnih voda je ustanovljeno da vode izbunara u Skadarhji imaju zanemarljivo male koncentracije nitrata zbog povoljnih hidrogeoloSkih uslova.

4. LITERATURA

KOSTIC T., 2005: HidrogeoloSke i hidrohemijske karakteistike kaptiranih izvora Beograda, Diplomski rad,Rudarsko-geoloSki fakultet, Beograd

MILJEVIC N., BORELI-ZDRAVKOVIC D., OBRADOVIC V., GOLOBOEANIN D. AND MAYER 8.,2}11'.Evaluation of the origin of nitrate influencing of water source Kljui, Serbia, IWA specialistgroundwater conference, Proceedings, pp 387-392, Belgrade

Nacionalni program zaitite iivotne sredine, 2010 (http://www.ekoplan.gov.rs/src/upload-centar/doku menti/raznolnpzzs. pdf )

PETROVIC T., 2005: Hidrohemijske karakteristike podzemnih voda miocenskih kreinjaka centralnog delaBeograda, Diplomski rad, Rudarsko-geolo5ki fakultet, Beograd

Pravilnik o higijenskoj ispravnostivode za prie. s.l.: "SluZbeni list, SRJ", br.42lg8i 44199.Pregled stanja Zivotne sredine: Repubtika Srbija, Drugi pregled, Ujedinjene Nacije, Njujork i Zeneva, 2007

(http://www.unece.org/fileadmin/DAM/env/epr/epr_studies/native/Serbia%20ll.pdf)STOJADINOVIC V., 2006: Hidrogeotogija aluviona Velike Morave sa aspekta kvatiteta i zaStite izdanskih voda,

Diplomski rad, Rudarsko-geoloSki fakultet, Beograd

610