Brom jako potencjalne zagrożenie jakości środowiska wodnego w rejonach eksploatacji górniczej

Brom w wodach słabo zmineralizowanych występuje w niewielkich ilościach. Średnia zawartość bromków w wodach powierzchniowych i podziemnych strefy aktywnej wymiany na ogół nie przekracza 200 μg/dm³ (0,2 mg/dm³). W większych ilościach jony te mogą występować w wodach zmineralizowanych, ale także w niektórych swoistych wodach leczniczych, wodach termalnych oraz solankach. Bromki w wodach gruntowych i powierzchniowych mogą być wynikiem dopływu zasolonych wód podziemnych. W obszarach eksploatacji górniczej gospodarka wodami zasolonymi (złożowymi, kopalnianymi i produkcyjnymi) może wpływać na wzrost zawartości bromków w wodach powierzchniowych i płytkich wodach podziemnych. Bromki w ilościach znacznie przekraczających 1 mg/dm³ rejestrowane są w odciekach i zanieczyszczonych wodach rejonów składowisk odpadów komunalnych i przemysłowych. Obecność bromków w wodach poddawanych ozonowaniu i chlorowaniu może spowodować utworzenie bromianów, które są związkami kancerogennymi, a także szeregu związków organicznych zawierających brom, które mogą mieć działanie mutagenne. Problem powstawania bromianów dotyczy wód o zawartości powyżej 50 μg/dm³ (0,05 mg/dm³). W artykule zamieszczono dane dotyczące zawartości bromków w wodach o różnej mineralizacji. Omówiono antropogeniczne przyczyny występowania bromków z uwzględnieniem górnictwa i procesu szczelinowania hydraulicznego. Z doświadczeń eksploatacji gazu łupkowego stanu Pensylwania (USA) wynika, że konsekwencją procesu szczelinowania hydraulicznego może być obecność wód o podwyższonej zawartości bromków i problem ich utylizacji. Zwiększone zawartości bromków w wodach powierzchniowych obszarów pozostających pod wpływem eksploatacji górniczej można wiązać z wodami produkcyjnymi, ale również z innymi (poza górniczymi) ogniskami zanieczyszczeń. Zwrócono uwagę na niewielką ilość danych dotyczących zawartości bromków w wodach Polski, co jest spowodowane tym, że składnik ten nie jest uwzględniony w procedurze badania jakości wód. Znajomość tła pozwoliłaby w przyszłości na dokładniejszą ocenę stanu środowiska także przy poszukiwaniach i ewentualnej eksploatacji gazu łupkowego.

Fresh water normally contains limited quantities of bromine. The average content of bromine in the surface and groundwater active exchange zone generally does not exceed 200 μg/dm³ (0.2 mg/dm³). Mineralized waters, including some specific therapeutic waters, thermal waters, and brines, may contain bromides in amounts greater than in ordinary groundwater. Bromides will penetrate into groundwater and surface water due to salty groundwater inflow. In areas of mining operations, the management of salty water (formation, mining, and production) may affect an increase in the bromide content in surface and shallow groundwater. Leachates and contaminated water from landfills and municipal storage may also contain bromide in much larger quantities than 1 mg/dm³. The presence of bromide in water undergoing ozonation and chlorination can result in the creation of bromate, a carcinogenic compound, as well as a number of organic compounds containing bromine which may have mutagenic effects. Bromate formation occurs in waters with bromide concentrations greater than 50 μg/dm³. This article presents examples of bromide contents in waters of varied mineralization levels. It describes anthropogenic sources of bromides related to mining and hydraulic fracturing. The experiences of the state of Pennsylvania (USA) with shale gas operations indicate that hydraulic fracturing processes may result in the presence of water with a higher level of bromide and problems with its disposal. Increased content of bromide in surface water in areas of mining operations may be linked to production waters, but also to other sources of pollution, apart from mining. Attention is drawn to the scarcity of available data on bromide content in Polish waters, which results from bromide presently not being included in water quality testing procedures. Additional data on bromide water concentrations would allow for a more accurate assessment of the environment prior to potential exploration and exploitation of shale gas.