A bór stabilizotóp-geokémiája: környezetgeokémiai vonatkozások

Az előadások a következő témára: "A bór stabilizotóp-geokémiája: környezetgeokémiai vonatkozások"— Előadás másolata:

1 A bór stabilizotóp-geokémiája: környezetgeokémiai vonatkozások
Fórizs István MTA CSFK Földtani és Geokémiai Intézet, Budapest

2 A bór geokémiai jellemzői
Klark értéke: 10 ppm Litofil Szedimentofil Biofil Talasszofil

3 A bór geokémiai jellemzői
Nagyon jól oldódik vízben – komplex anion! (talasszofil) Csanády Mihály Szurkos Gábor Halmy László Konzervatív nyomjelző, Al- és Fe- oxihidroxidokon és agyagon kötődik meg (szedimentofil) Tombácz Etelka Fügedi Ubul et al. Talasszofil, szedimentofil: Óceáni aljzat  szubdukció  vulkánok Gméling Katalin Biofil: Szerleticsné Turi Mária Dura Gyula (Kasztovszky Zsolt et al.)

4 A bór természetes izotópjai
10B: 20% - stabilis 11B: 80% - stabilis Nemzetközi sztenderd: NBS SRM 951 (Searles Lake Borax)

5 Vízben oldva Trigonális:B(OH)3 Tetraéderes: B(OH)4-

6 Izotópmegoszlás Trigonális koordináció, B(OH)3, bórsav: 11B dúsul
Tetraéderes koordináció, B(OH)4-, borát-ion: 10B dúsul

7 Három alkalmazás

8 1. alkalmazás Paleoklimatológia: tengervíz paleo-pH-jának meghatározása. Következtetés a légköri széndioxid tartalomra.

9 Oldott bór A vízben oldott B formája (speciációja) erősen pH függő.
A trigonális és a tetraéderes B között kb. 20‰ a frakcionáció földfelszíni hőmérsékleten.

10 Paleoklimatológia Feltevés (~elfogadott): a tengervíz d11B értéke az idők folyamán változatlan volt. A biogén üledék d11B értékét így csak a tengervíz pH-változása változtatta meg. Jelenleg a tengervíz pH-ja 8,25. Az utolsó hidegcsúcs folyamán a tengervíz pH-ja 0,3-del nagyobb volt, mint ma, ami egybevág azzal a megfigyeléssel, hogy ebben az időben a levegő CO2 szintje alacsony volt, mert a biomassza jelentős része a tengerfenékre került. HCO3- konc. növekedett → pH növekedett.

11 2. alkalmazás Antropogén légköri szennyezés: Chetelat et al. (2009) Use of B isotopes as tracer of anthropogenic emissions in the atmosphere of Paris, France. Applied Geochemistry 24:

12 Jellemző d11B értékek Kontinentális kéreg átlag: -10‰.
Kínai lösz: -12 — -7‰. Üledék, benne >50% illit: -7 — -3‰. Szmektit-dús üledék: -2 — +3‰. Biogén karbonát (kalcit, aragonit): +19 — +25‰ (élettani hatás! a tetraéderes B preferált felvétele). Tengervíz: +40‰

13 Mintagyűjtés Párizsban
Csapadékvíz Légköri részecskék (aeroszol, hamu) Francia-Guaiana: összehasonlításként, itt nincs ipari szennyezés, fatüzelés azonban van

14 Eredmény

15 3. alkalmazás Szennyvíz: Vengosh, A., Heumann, K.G., Juraske, S., and Kasher R. (1994). Boron isotope application for tracing sources of contamination in groundwater. Environmental Science & Technology, 28;

16 Eredmény Tengervíz d11B értéke +40‰
Érintetlen felszín alatti víz d11B értéke + 30‰ A kezelt és kezeletlen szennyvízben: +5 — +13‰ Tisztított szennyvízzel keveredett rétegvíz: +7 — +25‰

17 Köszönöm a figyelmet