Badanie przepływu wód podziemnych za pomocą Δ18O i ΔD w kopalni siarki w Japonii

Abstrakt

Kopalnia siarki znajduje się w prefekturze Iwate w Japonii. Kopalnia ma zarówno części naziemne, jak i podziemne i działała od
końca 1800 roku do końca XX wieku. Od początku XX wieku odnotowano w tej kopalni kwaśny drenaż kopalniany (AMD), a ścieki
były zneutralizowane w oczyszczalni do czasu zamknięcia kopalni. Ostatnio uznano, że zmniejszenie objętości AMD przez zmniejszenie dopływu wody do podziemnej kopalni jest dobrym sposobem na zmniejszenie kosztów neutralizacji AMD. Pierwszym krokiem
w takim podejściu jest szczegółowa analiza przepływu wód gruntowych wokół kopalni. Jednak część obszaru objętego badaniem jest
pokryta lawą i obejmuje skały krystaliczne o skomplikowanych strukturach, co utrudnia zrozumienie przepływu wód gruntowych.
Dlatego w niniejszych badaniach określono przepływ wód podziemnych wokół tej kopalni, koncentrując się na jakości wody, określono
parametry takie jak pH i przewodność elektryczna (EC), stabilne izotopy (tj. Δ18O i δD) oraz 3H w wodzie powierzchniowej i gruntowej. Przestrzenne rozkłady odczynu pH, wartości δ18O i δD w wodzie powierzchniowej i gruntowej wskazały, że system przepływu
wód podziemnych został podzielony na trzy baseny na badanym obszarze, zgodnie z przewidywaniami z informacji geomorfologicznej. Ponadto rozkład przestrzenny δ18O i δD w wodach powierzchniowych i gruntowych sugerował, że wody gruntowe dopływające na
najwyższych wysokościach w północno-zachodniej części kopalni mogą płynąć do części podziemnej kopalni. Co więcej, wartości 3H
w ściekach odprowadzanych z podziemnej części kopalni sugerowały, że wiek wód podziemnych wynosił nie więcej niż około 60 lat.