1 / 25

Izotóp-hidrogeokémia

Izotóp-hidrogeokémia. Dr. Fórizs István MTA Geokémiai Kutatóintézet. Tematika. Alapok (izotópok, jelölések) A vízkör Párolgás tengerből Párolgás felszíni vízből Csapadékhullás (Rayleigh-frakcionáció) Évszakosság Hidrológiai izotópeffektusok Csapadékvízvonal Beszivárgás

zuri
Download Presentation

Izotóp-hidrogeokémia

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Izotóp-hidrogeokémia Dr. Fórizs István MTA Geokémiai Kutatóintézet

  2. Tematika • Alapok (izotópok, jelölések) • A vízkör • Párolgás tengerből • Párolgás felszíni vízből • Csapadékhullás (Rayleigh-frakcionáció) • Évszakosság • Hidrológiai izotópeffektusok • Csapadékvízvonal • Beszivárgás • Felszín alatti áramlás, keveredés

  3. Tematika (folyt.) • Kor becslések és kormeghatározási módszerek • Trícium tartalom, d18O, vízkémia • Trícium-3He • Radiokarbon • U, CFC, kripton, stb. • Nitrogén, kén, szén vizes környezetben • Klímarekonstrukció • Víz (stabilizotópok, nemesgáz hőmérő) • Fa-évgyűrűk izotópos összetétele • Foszfát d18O • Egyéb stabilizotópok (klór, bróm, strocium) • Esettanulmányok (Magyarország izotóp-vízföldtana) • Laborlátogatás

  4. Alapfogalmak Az izotóp fogalma • egy elem izotópjai az azonos proton, de eltérő neutron számmal rendelkező atomjai. • A szó eredete: a görög ς (iszosz) ’azonos’ és ς (toposz) ’hely’ jelentésű szavakból, ami az elemek periódusos táblázatára utal.

  5. Stabilizotópok Sohasem bomlanak el Felhasználás Eredet: (átélt fizikai-kémiai folyamatok) Radioaktív izotópok Atommagjuk szétesik (felezési idő) Felhasználás Kormeghatározás: (időhöz kapcsolódó dolgok) Az izotópok típusai

  6. 1H, 2H (D), 3He, 4He, 6Li, 7Li, 10B, 11B, 12C, 13C, 14N, 15N, 16O, (17O), 18O, 20Ne, 22Ne, 32S, 33S, 34S, 35S, 35Cl, 37Cl, 79Br, 81Br, 86Sr, 87Sr Környezeti stabilizotópok

  7. 3H (T), 14C, 36Cl, 39Ar, 85Kr, 129I, 222Rn, 226Ra, 230Th, 234U, 238U Környezeti radioaktív izotópok

  8. Gyakoriságok

  9. JelölésekStabilizotópok (18O/16O)minta - (18O/16O)sztenderd δ18O= —————————————— • 1000 ‰ (18O/16O)sztenderd (D/H)minta - (D/H)sztenderd δD= —————————————— • 1000 ‰ (D/H)sztenderd

  10. Adatok: ahol R = izotóparányok a mintában és a standardban.

  11. FRAKCIONÁCIÓ Definíció: frakcionációs tényező • (A és B fázisok, d<<1) Következmény A + 1000 • AB = —————— B + 1000

  12. Frakcionáció (folyt.) AB = A - B 1000*lnAB mivel ln(1+x) ≈ x, ha x<<1

  13. Sztenderdek

  14. Különböző tömeg különböző energiaszintet jelent  Különböző kötéserősség (nehéz izotóp - erősebb kötés)

  15. Radioaktív izotópok Trícium (3H) Keletkezés Természetes úton: - a fölső légkörben 14N(n,T)12C - geogén: U,Th ércesedés (neutron fluxus) közelében Mesterséges: 1952 utáni atomrobbantások ipari felhasználás

  16. Radioaktív izotópok Trícium (3H) Mértékegység • 1 trícium egység (TE) = 1 trícium atom 1018 hidrogén atom közül. • 1 TE= 0,119 Bq/dm3

  17. Radioaktív izotópok Radiokarbon Keletkezés Természetes úton: - a fölső légkörben 14N(n,p)14C - geogén: U,Th ércesedés (neutron fluxus) közelében Mesterséges: 1952 utáni atomrobbantások

  18. Radioaktív izotópok Radiokarbon Mértékegység • [%]modern (angolul pmC, percent modern C), az 1950 előtti légköri 14C szintet tekintjük alapnak, vagyis 100 %-nak

  19. MÉRÉSI MÓDSZEREK, HIBÁJUK • Stabilizotópok: mérés tömegspektrométerrel vagy lézer spektroszkóppal • Hidrogén: mérés H2 gázon • vízből: (1) H2O + Zn = ZnO + H2 • Zn helyett lehet U, Cr, Mn • (2) H2O + H2 egyensúlyi izotópcsere(Pt) • OH-tartalmú ásványok: fűtés (1200 ° C) + O2  H2O utána lásd fönt • Hiba ±0,5 - 3 ezrelék

  20. MÉRÉSI MÓDSZEREK, HIBÁJUK • Stabilizotópok: mérés tömegspektrométerrel vagy lézer spektroszkóppal • Szén: mérés CO2v. CO gázon • karbonát + foszforsav  CO2 • szerves anyag + O2 CO2 • Hiba: ±0,1 ezrelék

  21. MÉRÉSI MÓDSZEREK, HIBÁJUK • Stabilizotópok: mérés tömegspektrométerrel • Oxigén: mérés CO2, CO vagy O2 gázon • vízből: H2O + CO2 egyensúlyi izotópcsere • karbonát + foszforsav  CO2 • szilikát + BrF5 v. ClF3 v. F gáz és/vagy C  CO2 (v. O2) • lézer + BrF5 v. ClF3 v. F gáz • Hiba: ± 0,1 - 0,2 ezrelék

  22. MÉRÉSI MÓDSZEREK, HIBÁJUK • Stabilizotópok: újabban terjedő technika a molekulaspecifikus mérés • Oxigén, szén, hidrogén: Gázkromatográf-égető egység-tömegspektrométer különböző összeállításban Vivőgázas tömegspektrometria Hiba: nagyobb, mint a hagyományos Előny: kis anyagmennyiség, nagy mintaszám

  23. MÉRÉSI MÓDSZEREK, HIBÁJUK • Radioaktív izotópok: • Trícium:mérés béta (szcintillációs) detektorral, előtte elktrolízissel 80%-os dúsítás. • Hiba:±0,5 - 1 TE. • Újabban:3H 3Hetr nemesgáz tömegspetrométerrel • Hiba: ±0,01 TE

  24. MÉRÉSI MÓDSZEREK, HIBÁJUK • Radioaktív izotópok: • Radiokarbon: mérés szcintillációs detektorral • Újabban gyorsító-tömegspektrométerrel (AMS): elkülönítik a 14C-t a 14N-től (pontosabb, kisebb 14C-koncetrációt kisebb anyagmennyiségben)

More Related