Największa Polska odkrywkowa kopalnia węgla brunatnego rozpoczęła eksploatację złoża zalegającego w obrębie Pola „Bełchatów” w roku 1980. Pole to będzie eksploatowane do 2019 r. Zlokalizowane w zachodniej części tektonicznego rowu Kleszczowa Pole „Szczerców” podejmie wydobycie węgla w roku 2007, a zakończenie eksploatacji przewidywane jest na rok 2038. Średnia miąższość pokładu węgla na Polu „Bełchatów” wynosi 52 m, a grubość nadkładu ok. 145 m. Warunkiem niezbędnym dla bezpiecznej eksploatacji złoża węgla jest ciągłe odwadnianie obszaru górniczego kopalni, zapewniające obniżenie początkowego, naturalnego poziomu wód podziemnych o ponad 200 m, a docelowo nawet do 300 m ppt. System odwodnienia wgłębnego na Polu „Bełchatów” składa się z ok. 400 studni pompujących łącznie ok. 6,5 m³/s wody. Odwadnianie wkopu udostępniającego na Polu „Szczerców” rozpoczęto we IX. 2000 r. Łącznie z obu pól odprowadza się aktualnie do rzeki Widawki prawie 10 m³/s wód podziemnych. Naturalny przepływ Widawki, powyżej KWB „Bełchatów” wynosi średnio 0,3 m³/s. W 1999 r. wydobycie 1 tony węgla wymagało wypompowania, przez system odwodnienia wgłębnego, ponad 5 m³ wody. Promień leja depresji wokół kopalni wynosi średnio 15 km, a jego powierzchnia ok. 750 km². Powyższe wskazuje na skalę potencjalnego oddziaływania odwadniania obu pól eksploatacyjnych na środowisko i warunki wodne zlewni rzek Widawki i Warty poniżej kopalni. Jakość wód podziemnych, pompowanych przez system odwodnienia wgłębnego Pola „Bełchatów” przekształcana jest przez czynniki geologiczne, hydrogeochemiczne i pod wpływem oddziaływań antropogenicznych.

Cechą wyróżniającą wody podziemne w rejonach:
- bariery ochronnej wysadu solnego „Dębina"
- oddziaływania „suchego" i „mokrego" składowiska popiołów z Elektrowni „Bełchatów"
jest ich zasolenie spowodowane nadmiernym stężeniem jonów chlorkowych i siarczanowych w stosunku do naturalnych, typowych wód podziemnych występujących na przeważającym obszarze górniczym kopalni i w rejonie jej oddziaływania.

Rozszerzenie badań hydrochemicznych o wybrane metody izotopowe i oznaczenia mikroskładników umożliwiło rozróżnianie genezy zasolenia, wykazując, że identyczny skutek zasolenia wód podziemnych wywołują każdorazowo odmienne przyczyny.

Wody mające kontakt ze strukturą wysadu solnego charakteryzują się dużą zawartością jonów chlorkowych i sodowych oraz wyższym stężeniem siarczanów, związanych przyczynowo z ługowaniem czapy anhydrytowo-gipsowej. Stężenie bromu i strontu w wodach pompowanych przez studnie stanowiące barierę ochronną wysadu Dębina jest zbliżone do typowego dla wód poziomu mezozoicznego. Krystalizacja halitu przebiega bez wzbogacenia w inne halogenki i metale z grupy ziem alkalicznych. Skład stabilnych izotopów wody δD i δ¹⁸O oraz stężenie współczesnego radiowęgla ¹⁴C w rejonie wysadu solnego wskazują, że w potencjalnym rozmywaniu jego struktury uczestniczą wody infiltracyjne uformowane we współczesnych warunkach klimatycznych. Podwyższone stężenie trytu ³H wskazuje, że zawierają one komponentę wód młodszych od 50 lat.

Skład izotopowy siarki δ³⁴S i tlenu δ¹⁸O w jonie siarczanowym wód w rejonie wysadu solnego jest analogiczny do siarczanów gipsu CaSO₄ · 2H₂O obudowującego pień halitu. Sam wysad jak i obudowująca go czapa gipsowo-anhydrytowa związana jest stratygraficznie z osadami okresu permskiego. Skład izotopowy siarczanów w otaczających wysad niezasolonych wodach poziomu mezozoicznego jest wyraźnie odmienny, charakterystyczny dla siarczanów występujących w antropogenicznie zanieczyszczonym opadzie atmosferycznym. Na współczesne zasilanie infiltracyjne wód poziomu mezozoicznego wskazuje również pewna, niewielka zawartość trytu ³H, wprowadzonego do atmosfery w wyniku nadziemnych prób termojądrowych przeprowadzanych w latach 60-tych poprzedniego stulecia.

Wody mające bezpośredni kontakt ze składowanymi na mokro popiołami wyróżniają się m.in. wysokim stężeniem jonów siarczanowych i bromu, oraz podwyższoną zawartością wapnia. Skład izotopowy siarczanów ługowanych z popiołów zdeterminowany jest jako wynik reakcji spalania w powietrzu atmosferycznym siarki organicznej zawartej w węglu brunatnym.

W rejonie suchego - wewnętrznego zwałowiska popiołów działa kilkanaście studni zapewniających kontrolowaną odbudowę zwierciadła wody po zakończeniu intensywnego odwadniana wkopu w wyeksploatowaniu wschodniej części odkrywki Bełchatów. Lokalnie, w rejonie suchego zwałowiska wewnętrznego, stężenie siarczanów wielokrotnie przekracza poziom początkowego tła hydrochemicznego.

Wyniki oznaczeń bromu i składu izotopowego siarczanów wód wskazują, że geneza zwiększonego zanieczyszczenia wód w rejonie obu składowisk jest aktualnie odmienna. Wody dopływające z przedpola kopalni, stopniowo odbudowujące zwierciadło w rejonie wewnętrznego zwałowiska popiołów, nie zawierają nadmiarowej zawartości bromu, dobrze ługowanego z popiołów nadpoziomowego składowiska mokrego. Skład izotopowy siarczanów w wodach z rejonu zwałowiska wewnętrznego wskazuje, że ich geneza związana jest z podziemnym utlenianiem minerałów siarczkowych bez udziału tlenu atmosferycznego. Reakcje podziemnego utleniania pirytu ( również sfalerytu lub galenitu ) nie osiągają stanu równowagi chemicznej, co powoduje, że rozrzut wyników oznaczeń składu izotopowego siarczanów wód w rejonie zwałowiska wewnętrznego jest większy niż w strefie oddziaływania mokrego składowiska popiołów. Efekty procesów zachodzących w znacznie pogłębionej strefie aeracji oraz związanych z ługowaniem rozpuszczalnych minerałów zawartych w popiołach mogą się w przyszłości sumować.

Warunkiem niezbędnym do prawidłowej interpretacji przyczyn i wyprzedzającym prognozowaniem rozwoju zjawiska zasolenia wód podziemnych w różnych rejonach kopalni jest komplementarne wykorzystanie metod izotopowych i hydrochemicznych.