Hidrológiai Közlöny 1970 (50. évfolyam)
11. szám - Cornides István: Néhány megjegyzés ásványvizeink széndioxid-tartalma eredetének kérdéséhez 13C izotópelemzések alapján
Cornid.es 1.: Ásványvizeink széndioxid tartalma Hidrológiai Közlöny 1970. 11. sz. 521 2. A 1 3C-izotópos módszer ásványvizek széndioxid-tartalma eredetének vizsgálatára Mint ismeretes, különféle fizikai és kémiai folyamatok adott rendszerben adott elem izotópösszetételének kis megváltozására vezethetnek. Geológiai folyamatok esetében ez az izotópfrakcionálódás igen nagy anyagmennyiségeket érinthet, s így az előálló izotópfeldúsulás (vagy hígulás) geológiai képződmények jellemzője lehet, ami lehetővé teheti, hogy ezek sorsát további geológiai folyamatokban követni tudjuk, más hasonló, de eltérő eredetű anyagoktól őket megkülönböztethessük, vagy éppen ilyenekkel közös eredetüket bizonyíthassuk. így pl. a szerves eredetű karbontartalmú anyagokra kis l 3C/ 1 2C izotóparány jellemző, lényegesen — tudniillik jól mérhetően — kisebb, mint amilyen pl. a karbonátos kőzeteké. Ez utóbbiak között pedig megkülönböztethetők a tengeri és édesvízi mészkövek, stb. Várható tehát, hogy szénizotóp-elemzések eredményei alapján a széndioxid-előfordulások eredetére vonatkozó feltevések köre lényegesen leszűkíthető, esetleg az eredet kérdése egyértelműen tisztázható. Minthogy az izotóparányok viszonylag kis, 0,1% (1% 0) körüli eltéréseit is mérni tudjuk, lehetséges a széndioxid-előfordulások finomabb differenciálása is, ami migrációs, keveredési stb. folyamatokról nyújthat felvilágosítást. Hangsúlyozni kell természetesen, hogy ez az izotópgeológiai- és izotópgeokémiai kutatási módszer csak a kérdéses rendszerre vonatkozó összes geológiai- és geokémiai ismeretekkel együtt és összhangban vezethet megbízható megállapításokra; az izotóparány-adatok és a többi geológiai- és geokémiai információk értékelését tehát együtt kell elvégezni. A 1 3C-izotópos módszer méréstechnikai feladata fentiek szerint a széndioxid-gázban jelenlevő karbon 1 3C/ 1 2C izotóparányának nagypontosságú meghatározása. Ennek megoldására — s ez a geológiai célú izotóparány mérések esetében általában is így van — gyakorlatilag csak a tömegspektrometria jöhet szóba. A rendelkezésünkre álló berendezés (VARIAN MAT M 86 típusú tömegspektrométer, 180°-os eltérítéssel és kettős ionkollektorral) nagy stabilitása és a kompenzációs ionáramarány mérése 0,01%-os pontosságú relatív izotóparány-mérést is lehetővé tesz valamilyen standardhez viszonyítva. Ilyen nagy mérési pontosság lehetősége mellett az eredmények megbízhatóságát, reprodukálhatóságát lényegében a mintavételi és a mintaelőkészítési eljárások határozzák meg. (Ez utóbbiak általában nem engednek meg 0,05%-nál jobb reprodukálhatóságot). A mintavételt közvetlenül a forrásokból, ill. a kutakból kívánatos végezni, hogy így a minta minél jobban képviselje a víz eredeti széndioxidtartalmát. A vízzel teljesen, buborék mentesen megtöltött műanyag kulacsokból a laboratóriumban 5 ml-t veszünk ki, abból vákuumban szobahőmérsékleten a széndioxidot kiforraljuk s ezt egy folyékony nitrogénnel hűtött csapdában fogjuk fel. A vízgőzt egy közben elhelyezett szénsavhóval hűtött csapdában visszatartjuk. Az egyes széndioxid-minták tisztaságát már magával a tömegspektrométerrel ellenőrizzük. A tisztasági követelményeknek eleget tevő minták 1 3C/ 1 2C izotóparányát a 1 3C 1< !0 2 +- ós 1 2C 1 60 2+-ionok áramának aránya meghatározásával kompenzációs módszerrel állapítjuk meg, egy-egy mérés során négyszer, úgy, hogy közben a standard izotóp arányát is meghatározzuk. (A többszörös mérés a pontosságot növelő közepelést teszi lehetővé). Végeredményként a minta és a standard izotóparánvának (Ji m és R s) eltérését adjuk meg ezrelékben: a (i«C) = R"B t .looo°/ 0 0 Standardként a lipcsei Stabil Izotóp Intézet Stryngocephalenkalk standardjét használjuk. Ennek eltérése a nemzetközileg legáltalánosabban használt ún. PDB standardtői -|-2,0%o- Saját mérési adatainkat ezzel korrigálva, tehát a PDBstandardhez viszonyítva adjuk meg. 3. Mérési eredmények. Értékelés és javaslatok Minthogy egyelőre szó sem volt ásványvizeink széndioxid-tartalmának módszeres 1 3C-izotópos vizsgálatáról, eddigi mintavételi helyeink kizárólag egyéb témák igényeihez igazodtak. Ebből adódik, hogy egyrészt a mintavételi terület lényegében a Mátrára és környékére korlátozódott, másrészt egyes mintáink valójában nem elismert ásványvizek. A nógrádi szénmedencében néhány széndioxidtartalmú víz szénizotóparányának mérési eredményeit az 1. táblázatban foglaltuk össze. A minták megvétele ebben az esetben két ill. három különböző időpontban történt, fél éves időtartamon belül. A táblázat utolsó oszlopában az erre a fél évre (1968. november—1969. április) vonatkozó átlag értékeket adtuk meg. 1. táblázat A nógrádi szénmedence néhány széndioxid tartalmú vizének szénizotóparánya Tabelle 1. Kohle-I sotopverhaltnis in einigen C0 2-haltigen Wasservorkommen des Kohlebeckens Nógrád <5( 1 3C) Mintavételi hely november január április átlag Tiribes akna, bánya—5,7 —5,8 • —5,7 —5,7 —5,8 —5,7 Tiribes akna, gázos vízkitörések —7,2 —8,0 —7,6 Mátraverebóly 106. sz. fúrás —8,7 —8,8 - 9,8 —9,1 Kisterenye csevicekút —7,6 —9,3 —10,3 —9,1 Tar, esevicevölgy 2. sz. forrás —5,2 —5,5 - 6,4 —5,7 Maconka cseviceforrás — —6,3 — —6,3
