32
Te Te š š ki metali ki metali i i elementi elementi u u tragovima tragovima u u tlima tlima i i jezerskim sedimentima jezerskim sedimentima podru podru č č ja Kvarnera ja Kvarnera i i Gorskog kotara Gorskog kotara Miko Slobodan*, Saša Mesić*, Martina Šparica Miko*, Ozren Hasan*, Esad Prohić** * Hrvatski geološki institut, Sachsova 2, Zagreb, ** Prirodoslovno matematički fakultet, Geološki odsjek, Horvatovac bb, Zagreb, Miko Slobodan*, Saša Mesić*, Martina Šparica Miko*, Ozren Hasan*, Esad Prohić** * Hrvatski geološki institut, Sachsova 2, Zagreb, ** Prirodoslovno matematički fakultet, Geološki odsjek, Horvatovac bb, Zagreb,

Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

  • Upload
    others

  • View
    5

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

TeTešški metaliki metali i i elementielementi u u tragovimatragovima u u tlimatlima i i jezerskim sedimentima jezerskim sedimentima

podrupodruččja Kvarneraja Kvarnera i i Gorskog kotaraGorskog kotaraMiko Slobodan*, Saša Mesić*, Martina Šparica

Miko*, Ozren Hasan*, Esad Prohić**

* Hrvatski geološki institut, Sachsova 2, Zagreb, ** Prirodoslovno matematički fakultet, Geološki odsjek,

Horvatovac bb, Zagreb,

Miko Slobodan*, Saša Mesić*, Martina ŠparicaMiko*, Ozren Hasan*, Esad Prohić**

* Hrvatski geološki institut, Sachsova 2, Zagreb, ** Prirodoslovno matematički fakultet, Geološki odsjek,

Horvatovac bb, Zagreb,

Page 2: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Pregled izlaganjaPregled izlaganja

UvodUvodDistribucija olova kao indikatora atmosferskog Distribucija olova kao indikatora atmosferskog oneoneččiiššććenja teenja tešškim metalimakim metalimaOlovo u povrOlovo u površšinskim horizontima tala i sedimenatainskim horizontima tala i sedimenataMetode procjene antropogenog utjecaja Metode procjene antropogenog utjecaja na distribuciju olova i tena distribuciju olova i tešških kovinakih kovinaUkupni Ukupni masenimaseni udjeli elemenata u analiziranim udjeli elemenata u analiziranim sedimentima i tlimasedimentima i tlimaProcjene obogaProcjene obogaććenja i osiromaenja i osiromaššenja metalimaenja metalima

normiranjem na normiranjem na ScScIzotopi olova kao indikatori porijekla olova u tluIzotopi olova kao indikatori porijekla olova u tlu

ZakljuZaključčakak

Page 3: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

UvodUvod

Istraživanje teških metala na prostoru Gorskog kotara i riječke regije potaknuto je:

Koncentracijama Pb u tlima Gorskg kotara 100-200 mg/kg na visinama >1000 m iznad mora

Koncentracijama Pb u sedimenti Vranskog jezera 70-125 mg/kg

Dok je prosječna koncentracija Pb u tlima u Hrvatskoj <35 mg/kg (Geokemijskakarta RH)Pretpostavljeni izvor; atmosfersko taloženje (pozitivna korelacija sa distribucijom padalina)

Cilj istraživanja

Utvrditi povijest i izvore taloženja Pb (i drugih kovina) u jezerskim sedimentima i tlima (prvenstveno u vrtačam)

Posoji li neprekinuti zapis antropogenog opterećenja olova u posljednja tri milenija

Page 4: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Proizvodnja olova tokom posljednjih 5000 godinaProizvodnja olova tokom posljednjih 5000 godina

Kalibrirane Kalibrirane 1414C godine prije sadaC godine prije sadaššnjostinjosti5000 4000 3000 2000 1 000

106

105

104

103

102

101

100

Proizvodnja srebrau Njemačkoj

Industrijskarevolucija

5000 4000 3000 2000 1 000

106106

105105

104104

103103

102102

101101

100100

Upotreba bakra

Upotrebakovanica

Grčko razdoblje

Rimska republika icarstvo

3- 1

Page 5: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Olovo u povrOlovo u površšinskim horizontima tala u inskim horizontima tala u krkršškim kim terenimaterenima

Geokemijska karta RHLokacije uzorkovanja tla (0-20 cm)

Page 6: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Olovo u povrOlovo u površšinskim horizontima tala u inskim horizontima tala u krkršškim kim terenimaterenima

Geokemijska karta RHRaspodjela olova u tlu (0-20 cm)

Page 7: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Olovo u povrOlovo u površšinskim horizontima tala u inskim horizontima tala u krkršškim kim terenimaterenima

Prosječna godišnja količina padalina (mm)u alpskom području od 1991 do 2000 g.

Page 8: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Metode procjene antropogenog utjecaja Metode procjene antropogenog utjecaja

Određivanjem ukupnih masenih udjela olova/teškog metala i normiranje na konzervativni element

normiranje na Sc jer se u brojnim istraživnjima pokazao kao najkonzervativnijielement

Faktor obogaćenja (EF) je relativni sadržaj kemijskog elementa u recentnom tlu u odnosu na starija tla (s većih dubina) koja nisu bila pod antropogenim utjecajem.

EF = ([M]/[Sc])recentno tlo / ([M]/[Sc])najstarije tlo

EF u rasponu su od 0,5 do 2, = prirodna varijacija

Litogeni udio elementa : [M] litogeni = [Sc] recentno tlo x ([M]/[Sc]) najstarije tlo

Antropogeni udio elementa: [M]antropogeno = [M] ukupno −[M] litogeni

Page 9: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Metode procjene antropogenog utjecaja Metode procjene antropogenog utjecaja

Izotopi olova u tluPb ima četiri stabilna izotopa 232Th(208Pb), 235U(207Pb) i 238U(206Pb) i 204Pb, od toga

samo 204Pb nije radiogeno i stoga se koristi kao stabilni referentni izotop.

postoje značajne razlike omjera izotopa Pb između prirodne vrijednosti geoloških materijala i mnogih zagađivača koji sadrže olovo iz antropogenih izvora.

za razlikovanje prirodnih od antropogenih izvora olova koriste se slijedeći omjeri:

206Pb/207Pb = (206Pb/ 204Pb) / (207Pb/ 204Pb)208Pb/207Pb = (208Pb/ 204Pb) / (207Pb/ 204Pb)

današnja kontinentalna kora ima 206Pb/207Pb = 1,211 i 208Pb/207Pb = 2,50benzinsko olovo206Pb/207Pb u rasponu od 1,06 do 1,14Moderni europski aerosoli 206Pb/207Pb od 1,13 i 208Pb/207Pb od 2,41ugljen 206Pb/207Pb između 1,16 i 1,19industrijsko olovo 206Pb/207Pb u rasponu od 1,16 do 1,18.

Page 10: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Vransko Vransko jezero na otoku Cresujezero na otoku Cresu

LokacijeLokacije profila jezerskog profila jezerskog sedimenta uzorkovane sedimenta uzorkovane korerimakorerimado dubine od 90 cm te lokacije do dubine od 90 cm te lokacije povrpovrššinskih uzoraka tla u slivu i inskih uzoraka tla u slivu i analiziranih profilaanaliziranih profila

Uzorkovanje u 2 cm intervalimaUzorkovanje u 2 cm intervalima

Datiranje Datiranje 1414C s AMS (4000 god.)C s AMS (4000 god.)

Page 11: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

LokvarskoLokvarsko jezero/akumulacijajezero/akumulacija

LokacijLokacija a profila jezerskog sedimenta profila jezerskog sedimenta uzorkovane uzorkovane za vrijeme praza vrijeme pražžnjenja njenja akumulacije 2001 god.akumulacije 2001 god. Uzorkovano Uzorkovano je 50je 50 cm cm jezerskog sedimentajezerskog sedimenta

Uzorkovanje u 2 cm intervalimaUzorkovanje u 2 cm intervalima

Datiranje Datiranje s s 137137CsCs (dr.(dr.scsc. . Delko Delko BariBariššiićć))

Page 12: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Risnjak, URisnjak, Uččka, ka, RajinacRajinac, Poje (, Poje (VranskoVransko jezero)jezero)

Profili tla dubine 1,5m (5 do 8 intervala od po10 cm)

Page 13: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Eksperimentalne metodeEksperimentalne metode

Razaranje uzoraka frakcije tala i sedimenta, veličine zrna < 0,063 mm, za simultanu multielementnu analizu atomskom emisijskom spektroskopijom s induktivno spregnutom plazmom korištena je smjesa koncentriranih kiselina HCl-HNO3-HF-HClO4 pri 200 0C.

Analizirani su slijedeći elementiAl, As, Al, As, BaBa, Ca, , Ca, CdCd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, La, K, Na, , Co, Cr, Cu, Fe, Hg, La, K, Na, NbNb, Ni, Mg, , Ni, Mg, MnMn, Mo, P, , Mo, P, PbPb, Sc, , Sc, SrSr, Ti, , Ti, ThTh, U, V, Y, Zn, , U, V, Y, Zn, ii ZrZr

Analiza izotopa olova Analiza izotopa olova 208Pb, 207Pb, 206Pb i 204Pb na odabranim uzorcima napravljena je masenim spektrometrom s induciranom spregnutom plazmom (ICP-MS) i termalnom ionizacijskom masenom spektrometrijom (TIMS) u komercijalnom laboratoriju Activation Laboratories Ltd., Ancaster, Kanada. Preciznost metode pri masenim udjelima olova u uzorcima od 10 mg kg-1 je 0,5 %. Za kontrolu točnosti analiza korišten je standard SRM 981 s točnošću od +/- 0,5 % relativne standardne devijacije.

Page 14: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Ukupni Ukupni masenimaseni udjeli elemenata u analiziranim tlima udjeli elemenata u analiziranim tlima --RisnjakRisnjak

Raspodjela ukupnog udjela Pb i Zn u profilima tla

Pb

Zn

w / mg kg-1

dubi

na

0-4cm

4-17cm

17-25cm

25-35cm

35-45cm

45-55cm

55-65cm

65-85cm1

85-100cm

20 60 100 140 180 220 260

b) Regionalni prosjek Pb =45 mg kg-1)

pH (H2O) tla od 3,76 do 5,13

Page 15: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Ukupni Ukupni masenimaseni udjeli elemenata u analiziranim sedimentima udjeli elemenata u analiziranim sedimentima Vranskog Vranskog jezerajezera

Raspodjela ukupnog udjela Pb i Zn u sedimentu

Zn

Pb

mg/kg

dubi

na (c

m)

0-22-4'4-6'6-8'8-10'

14-1616-1818-2020-2222-2424-2626-2828-3131-3437-4040-4343-4747-5050-5454-5656-5858-6060-6262-6464-6668-70

74-7678-80

84-86

-20 0 20 40 60 80 100 120 140

Page 16: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Ukupni Ukupni masenimaseni udjeli elemenata u analiziranim sedimentima udjeli elemenata u analiziranim sedimentima Vranskog Vranskog jezerajezera

Raspodjela ukupnog udjela Cd u sedimentu

Cd mg/kg

dubi

na (c

m)

0-22-4'4-6'6-8'8-10'

14-1616-1818-2020-2222-2424-2626-2828-3131-3437-4040-4343-4747-5050-5454-5656-5858-6060-6262-6464-6668-70

74-7678-80

84-86

0,0 0,4 0,8 1,2

Page 17: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Ukupni Ukupni masenimaseni udjeli elemenata u analiziranim sedimentima udjeli elemenata u analiziranim sedimentima LokvarskogLokvarskog jezerajezera

137Cs (Bq/kg)

0-2 cm2-4 cm4-6 cm6-8 cm

8-10 cm10-12 cm12-14 cm14-16 cm16-18 cm18-20 cm20-22 cm22-24 cm24-26 cm26-28 cm28-30 cm30-32 cm32-34 cm34-36 cm36-38 cm38-40 cm40-42 cm42-44 cm44-46 cm46-48 cm47-57 cm57-67 cm

125-141 cm0 100 200 300 400 500 600

1961/62

19791986

2001

pred-jezerski sediment

Profil distribucije 137Cs u sedimentima

Ba mg/kg

0-2 cm2-4cm

4-6 cm6-8 cm

8-10 cm10-12 cm12-14 cm14-16 cm16-18 cm18-20 cm20-22 cm22-24 cm24-26 cm26-28 cm28-30 cm30-32 cm32-34 cm34-36 cm36-38 cm38-40 cm40-42 cm42-44 cm44-46 cm46-48 cm47-57 cm57-67 cm

125-141 cm0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Distribucija Ba u sedimentima

Page 18: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Ukupni Ukupni masenimaseni udjeli elemenata u analiziranim sedimentima udjeli elemenata u analiziranim sedimentima LokvarskogLokvarskog jezerajezera

Profil distribucije Pb u sedimentima

Pb mg/kg

0-2 cm2-4cm

4-6 cm6-8 cm

8-10 cm10-12 cm12-14 cm14-16 cm16-18 cm18-20 cm20-22 cm22-24 cm24-26 cm26-28 cm28-30 cm30-32 cm32-34 cm34-36 cm36-38 cm38-40 cm40-42 cm42-44 cm44-46 cm46-48 cm47-57 cm57-67 cm

125-141 cm0 8 16 24 32 40 48 56

Cd mg/kg

0-2 cm2-4cm

4-6 cm6-8 cm

8-10 cm10-12 cm12-14 cm14-16 cm16-18 cm18-20 cm20-22 cm22-24 cm24-26 cm26-28 cm28-30 cm30-32 cm32-34 cm34-36 cm36-38 cm38-40 cm40-42 cm42-44 cm44-46 cm46-48 cm47-57 cm57-67 cm

125-141 cm0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

Profil distribucije Cd u sedimentima

Page 19: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Procjene obogaProcjene obogaććenja i osiromaenja i osiromaššenja metala enja metala normiranjem na normiranjem na ScSc

Litogeni maseni udio elementa u odabranom horizontu tla izračunat je iz masenogudjela Sc i odnosa masenog udjela teškog metala (M) i Sc u najdubljem horizontu tla:

(M)litogeno = (Sc) x (M/Sc)najdublji horizont

Razlika između izmjerenog ukupnog masenog udjela teškog metala i litogenog masenog udjela metala u nekom horizontu tla upotrebljava se za procjenu gubitka teškog metala (osiromašenje):

(M)izmjerena – (M) litogeno < 0ili porasta udjela teškog metala (obogaćenje):

(M)izmjerena – (M) litogeno > 0

Ujedno su i izračunati faktori obogaćenja EF (enrichment factor) za svaki profil tla prema:

EFuzorka= (M/Sc)/(M/Sc)najdubljeg horizonta

Page 20: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Procjene obogaProcjene obogaććenja i osiromaenja i osiromaššenja metala enja metala normiranjem na normiranjem na ScScPrikaz faktora obogaćenja za Cu i Pb u analiziranim profilima tla Učke i Risnjaka

Faktor obogacenja (EF)

Plit

vick

a je

z.

R

isnj

ak

B

lato

Z

agor

je

Uck

a

0-2cm2-10cm

20-40cm42-50cm50-60cm

0-2cm2-7cm

7-15cm15-27cm27-42cm63-80cm

0-2cm0-20cm

20-30cm45-60cm65-80cm

90-106cm106-121cm

0-4 cm4-17 cm

17-25 cm25-35 cm35-45 cm45-55 cm55-65 cm65-85 cm

85-100 cm0-1,5 cm

1,5-10 cm10-25 cm

0-2 cm2-10 cm

55-65 cm65-85 cm

85-124 cm0-10 cm

10-30 cm

0.5 1.0 5.0 10.0

Pb EFCu EF

Faktor obogacenja (EF)

Plit

vick

a je

z.

R

isnj

ak

B

lato

Z

agor

je

Uck

a

0-2cm2-10cm

20-40cm42-50cm50-60cm

0-2cm2-7cm

7-15cm15-27cm27-42cm63-80cm

0-2cm0-20cm

20-30cm45-60cm65-80cm

90-106cm106-121cm

0-4 cm4-17 cm

17-25 cm25-35 cm35-45 cm45-55 cm55-65 cm65-85 cm

85-100 cm0-1,5 cm

1,5-10 cm10-25 cm

0-2 cm2-10 cm

55-65 cm65-85 cm

85-124 cm0-10 cm

10-30 cm

0.5 1.0 5.0 10.0

Pb EFCu EF

Page 21: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Procjene obogaProcjene obogaććenja metala normiranjem na enja metala normiranjem na ScSc

Prikaz faktora obogaćenja za Pb u analiziranim sedimentima Vranskog jezera

0-22-4'4-6'6-8'

8-10'

14-1616-1818-2020-2222-2424-2626-2828-3131-3437-4040-4343-4747-5050-5454-5656-5858-6060-6262-6464-6668-70

74-7678-80

84-86

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Pb/Sc pred-antropogeni

EF"prirordnavarijabilnost"

Pb/Sc

Pb EF

Page 22: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

mg/kg

0-22-44-66-8

8-1010-1212-1014-1616-1818-2020-2222-2424-2626-2828-3131-3437-4040-4343-4747-5050-5454-5656-5858-6060-6262-6464-6666-6868-7070-7272-7474-7676-7878-8080-8282-8484-86

0 20 40 60 80 100 120 140

Pb antropogeno

Pb litogeno

Procjene antropogenih i Procjene antropogenih i geogenih geogenih udjela udjela olova normiranjem na olova normiranjem na Sc Sc –– Vransko Vransko jezerojezero

Litogeni udio elementa : [M] litogeni = [Sc] recentno tlo x ([M]/[Sc]) najstarije tlo

Antropogeni udio elementa: [M]antropogeno = [M] ukupno −[M] litogeni

Distribucija izračunatog sadržaja (u mg/kg) litogenog Pb i antropogenog olova i njihova suma u profilu sedimenata jezgre VJ-8 na temelju normalizacije na Sc,

Erozija tla u Erozija tla u slivuslivu

Page 23: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

udio antropogenog olova (%)

0-22-44-66-88-1010-1212-1014-1616-1818-2020-2222-2424-2626-2828-3131-3437-4040-4343-4747-5050-5454-5656-5858-6060-6262-6464-6666-6868-7070-7272-7474-7676-7878-8080-8282-8484-86

-20 0 20 40 60 80

Procjene antropogenih i Procjene antropogenih i geogenih geogenih udjela udjela olova normiranjem na olova normiranjem na Sc Sc –– Vransko Vransko jezerojezero

Izračunati udio antropogenog Pb na temelju normalizacije na Sc.

Page 24: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Mo EFPb EFCd EF

0-2 cm2-4cm4-6 cm6-8 cm

8-10 cm10-12 cm12-14 cm14-16 cm16-18 cm18-20 cm20-22 cm22-24 cm24-26 cm26-28 cm28-30 cm30-32 cm32-34 cm34-36 cm36-38 cm38-40 cm40-42 cm42-44 cm44-46 cm46-48 cm47-57 cm57-67 cm

125-141 cm

0 1 2 3 4 5

Procjene obogaProcjene obogaććenja metala normiranjem na enja metala normiranjem na ScSc

Prikaz faktora obogaćenja za Pb u analiziranim sedimentima Lokvarskog jezera

Page 25: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Izotopi olova kao indikatori zagađenja tla olovomIzotopi olova kao indikatori zagađenja tla olovom

Omjer 208Pb/207Pb prema 206Pb/207Pb u analiziranim uzorcima na kojima se zapaža bliska vrijednost omjera 206Pb/207Pb u tlima na dubini od 0-2 cm s indikacijom trendovod dubljih dijelova horizonata s različitim početnim geogenim omjerima 206Pb/207Pb prema vjerojatno omjerima 206Pb/207Pb olova iz benzina (cesta).

208Pb/207Pb

206 Pb

/207 Pb

1.10

1.14

1.18

1.22

1.26

1.30

1.34

2.38 2.40 2.42 2.44 2.46 2.48 2.50 2.52

RisnjakPlitv.JeRajinaccestapaleotloCres

dubina0-2 cm

dubina2-100 cm(Lika,Velebit,Cres)

dubina2-100 cmRisnjak

utjecaj ceste (vrtaca Plit.Jez)0-2 cmcesta

Page 26: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Izotopi olova kao indikatori zagađenja tla olovomIzotopi olova kao indikatori zagađenja tla olovomAko su poznati izvori olova i ako su ti omjeri izotopa karakteristični za navedeni

izvor, moguće je procijeniti relativni doprinos pojedinog izvora olova na ukupni maseniudio Pb u uzorku pomoću binarnog modela miješanja izotopa

Nakon korekcije izmjerenih masenih udjela olova (Pbizmj.) u odnosu na udjelepozadinskog šuma (tj. predantropogene udjele Pblitogeno), unos antropogenog Pbizračunava se na temelju pripadajućih omjera 206Pb/207Pb za antropogeno Pb(206Pb/207Pbantrop) sljedećom jednadžbom;

206Pb/207Pbantrop = ((Pbizmj) × 206Pb/207Pbizmj) – (Pblitogeno) × 206Pb/207Pblitogeno))(Pbizmj) – (Pblitogeno)

Na dubini od 0-2 cm omjer antropogenog udjela izotopa 206Pb/207Pbantrop varira od1,126 do 1,136

206Pb/207Pb od 1,13 u tijeku zadnjih 20 godina prošlog stoljećaIzračunati maseni udio antropogenog olova u površinskom horizontu (Risnjak)

158 mg kg−1 (86%), dok je izračun antropogenog olova s normiranjem na Sc bio 142 mg kg−1 (77%).

Page 27: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Izotopi olova kao indikatori zagađenja Izotopi olova kao indikatori zagađenja sedimenata i sedimenata i tla olovomtla olovom

Omjeri izmjerenih 206Pb/207Pb u analiziranim uzorcima i izračunate vrijednosti omjera206Pb/207Pb antropogenog olova prema dvokomponentnom modelu miješanja .

206Pb/207Pb

Plitv

icka

jeze

ra

R

ajin

ac

R

isnj

ak

0-4 cm4-17 cm

17-25 cm35-45 cm55-65 cm

85-100 cm

0-2 cm2-7cm

30-40 cm53-60 cm

HJ-1 0-2 cmHJ-1 85-120 cm

PJ-10 0-3 cmPJ-10 3-25 cm

V-30HJ-2

1.05 1.10 1.15 1.20 1.25 1.30 1.35

206/207 Pb izmjereno206/207 Pb antropog.Raspon

vrijednostibenzinaEurope

uzorci sedimenta s ceste

sr.vr.Europskihaerosola1.13

sr. vr. industrijskihimisija1.17

Page 28: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Izotopi olova kao indikatori zagađenja Izotopi olova kao indikatori zagađenja sedimenata i sedimenata i tla olovomtla olovom

Promjena 206Pb/207Pb u sedimentima Vranskog jezera od 3500 godina prije sadašnjosti, kao posljedica antropogenih atmosferskih utjecaja i erozijskih procesa u slivu Vranskog jezera

206Pb/ 207Pb

0-22-4'4-6'6-8'8-10'

14-1616-1818-2020-2222-2424-2626-2828-3131-3437-4040-4343-4747-5050-5454-5656-5858-6060-6262-6464-6668-70

74-7678-80

84-86

1.16 1.17 1.18 1.19 1.20 1.21 1.22 1.23 1.24 1.25

najveci intenzitet erozije u slivu

1550-1600 g.

utjecaji fizickogtrošenja u slivu

rimsko rudarenje

1404- 1442 g.

Page 29: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Izotopi olova kao indikatori zagađenja Izotopi olova kao indikatori zagađenja sedimenata i sedimenata i tla olovomtla olovom

Odnos omjer 206Pb/207Pb i Pb/Sc u svim analiziranim uzorcima sedimenata i talalom u distribuciji može protumačiti kao početak izrazitog antropogenog utjecaja

naročito olova benzinskog porijela.

PAPIN

HRASTA

CESTA

POJE0-30cm

POJE 30-120

POJE 120-170cm

JEZ. SED0-10cm

SED 10-45cm

JEZ.SED. RIMSKI

PALEOSED

PALEOTLO

TLO10 (V-1)

PALEOTLO (neolitik)

Pb/Sc

206P

b/20

7P

b

1.10

1.14

1.18

1.22

1.26

1.30

12

34

56

78

910

2030

4050

60

Page 30: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

ZakljuZaključčakak

Izračun antropogenih masenih udjela Pb u tlima na temelju normiranja na Scukazuje da se u površinskim slojevima tala na dubini od 0-2 cm nalazi 70% antropogenog Pb, a na dubini oko 25 cm maseni udio antropogenog Pb manji je od 40%.

Analiza izotopa Pb pokazala je da su analizirani profili tala, razvijenih na karbonatnim podlogama u planinskim dijelovima Hrvatske, opterećeni atmosferskim taloženjem Pb antropogenog porijekla u čijem sastavu najmanje 50% čini Pb benzinskog porijekla.

Relativno obogaćenje olovom određeno je faktorom obogaćenja (EF) te se sedimenti iz središnjeg dijela Vranskog jezera u intervalu od 0 do 31 cm mogu smatrati umjereno zagađenim (EF>2). Izračunati faktori obogaćenja za Pb u površinskih sedimenata (0-5 cm) pokazuju da su gotovo svi analizirani uzorci u intervalu 0-5 cm umjereno zagađeni po cijeloj površini dna jezera, a “prirodna”varijacija (EF<2) postoji samo u njegovu sjevernom dijelu.

Page 31: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

ZakljuZaključčakakKalkulacija udjela antropogenog i litogenog olova na temelju normalizacije na Sc

pokazala je da je utjecaj antropogenog odlaganja olova atmosferskog porijekla u rimsko doba (za vrijeme najintenzivnijeg rudarenja) dosegao vrijednost od 60%, što je gotovo jednaka današnjem udjelu olova u najmlađim sedimentima (65-70%).

Na temelju distribucije i promjena odnosa 206Pb/207Pb i Pb/Sc u analiziranom jezerskom sedimentu Vranskog jezera te usporedbom s europskim kronologijama vezanim za atmosfersko taloženje olova, može se utvrditi da sedimenti Vranskogjezera sadrže neporemećenu kronologiju atmosferskog taloženja olova analognu onoj za cijelu Europu tokom mlađeg holocena, mada su promjene u slivu vezane za erozijske procese tokom tog razdoblja bile dramatične.

Izračunati faktori obogaćenja za Pb (Pb EF) na temlju predjezerskih sedimenata u Lokvarskom jezeru (Pb < 30mg/kg) pokazuju da ni jedan uzorak ne prelazi vrijednost 2, pa se može smatrati da su sedimenti za razliku od tala Gorskog kotara su relativno neopterećeni. Povišene koncentracije Ba odražavaju razdoblja povećane eksploatacije barita tokom 70 godina prošlog stoljeća.

Page 32: Teški metali i elementi u tragovima u tlima i jezerskim ...d7ivanja_okoli%dca.pdfRimska republika i carstvo 3-1. Olovo u površinskim horizontima tala u krškim terenima Geokemijska

Hvala na VaHvala na Vaššoj paoj pažžnji!nji!