Tento učební materiál vznikl v rámci projektu Rozvoj doktorského studia chemie č. CZ.02.2.69/0.0/0.0/16_018/0002593 Stanovení přirozeného pozadí Anglie Čína Aljaška 1. Dlouhá historie při geochemické prospekci - vyhledávání minerálních ložisek (Ag, Au, As, Bi, Co) 2. Znalost průměrných koncentrací v dané oblasti je klíčová pro posuzování vlivů na životní prostředí (Cd, Pb, Hg, Zn) → ODLIŠNÉ CÍLE: Ad 1. U geochemické prospekce není důležitý zdroj, ale prostorová distribuce Ad 2. V environmentálním posuzování se hledá antropogenní anomálie Lis et al. (1995); Weaver et al. (1983); Webb et al. (1978); Xie et al. (2001) Geochemické pozadí 1. Antropogenní anomálie = obohacení vzorků o danou substanci, která není v geochemickém pozadí. 2. Hodně pozornosti je věnováno stopovým prvkům 3. Často jsou možné oba zdroje – přírodní i antropogenní 4. Nepoužívá se na organické polutanty, protože ty podléhají degradaci a přeměnám. Geochemické pozadí 1889 –F. W. Clarke zavedl průměrnou hodnotu hornin na zemském povrchu tzv. clark Jiný přístup je průměr koncentrací prvku v jemnozrnném sedimentu (Turekian a Wedepohl 1961) = teoretická hodnota, přirozený rozsah koncentrací dané látky v prostředí při zohlednění prostorové a časové variability. Označení: Geochemical background, natural background, ambient background, preindustrial background, naturally occurring background Sedimentární horniny - zvětrávání, eroze, transport, depozice a diageneze. - prvky s vysokou rozpustností v přírodních vodách mají větší potenciál k frakcionaci - jejich koncentrace v jemnozrnných sedimentech nemusí být reprezentativní pro jejich zdrojovou horninu - Mg, Na, K, Ca, prvky alkalických zemin i B, Rh, Mo, Ag, U - prvky s nízkou rozpustností ve vodách jsou naopak vhodné pro hodnocení - robustní Srovnání REE mezi (a) břidlicemi a spraší (b) svrchní kontinentální kůrou Normalizace dat Hlavním cílem normalizace, je vyhnout se vzniku datových anomálií a vytvoření dat s minimální redundancí Enrichment factor - Faktor nabohacení Koncentrace sledovaného prvku a referenčního prvku ve vzorku je vztažena ke koncentraci sledovaného prvku a referenčního prvku klarku nebo světové hodnotě jílovce. normalizace EF = 1 původ ze zemské kůry EF větší než 10 jiný zdroj Referenční (conservative) prvky jsou ty, které jsou hojné v zemské kůře, nepředpokládá se výrazné ovlivnění antropogenní činností, netečné inertní v biochemickém cyklech. Si, Al, Fe, Sc, Ti můžeme se setkat i s TOC nebo zrnitostí Ae = obsah prvku ve vzorku Be = obsah referenčního prvku ve vzorku Ac = klark hodnoceného prvku Bc = klark referenčního prvku Cr Koeficient industriálního znečištění - CIP Koeficient průmyslové kontaminace (CIP) je podílem sumy koncentrací vybraných kovů na jednotlivých odběrovým místech a sumy mediánů (m) stejných kovů ve všech vzorcích oblasti: 6 ) m Hg m Zn m Pb m Cu m Co m As ( CIP   Index geoakumulace - Igeo Hodnoty Igeo jsou následně převedeny na třídy Igeo se slovním vyjádřením (0-6). 5,1. 2log Bn Cn Igeo  (Müller 1979 a Müller 1986) < 0 0 Prakticky nezatížený > 0–1 1 Nezatížený až mírně zatížený > 1–2 2 Mírně zatížený > 2–3 3 Mírně až silně zatížený > 3–4 4 Silně zatížený > 4–5 5 Silně až nadměrně zatížený > 5 6 Nadměrně zatížený koncentrace daného prvku ve vzorku (Cn) geochemické pozadí případně klark daného prvku (Bn) Kód Období As Cd Cr Cu Ni Pb Zn As Cd Cr Cu Ni Pb Zn vzorku odběru ppm ppm ppm ppm ppm ppm ppm VDy01 březen 6,1 1 110 38 54 26 178 0 3 1 1 1 1 5 VDy01 květen 5,9 0,9 110 33,5 54 27 161 0 3 1 1 1 1 5 VDy01 červen 5,3 0,8 123 39,4 62 29 168 0 2 1 1 1 2 5 VDy01 červenec 4,3 0,7 110 38,2 62 27 151 0 2 1 1 1 1 5 VDy01 květen 11 0,4 34 32 53 24 90 1 1 0 1 1 1 4 VDy02 březen 7,9 0,3 103 52,7 49 21 171 0 1 1 1 1 1 5 VDy02 duben 5,7 0,4 103 61,5 40 17 283 0 1 1 1 1 1 5 VDy02 květen 6,6 0,5 116 46,2 59 20 226 0 2 1 1 1 1 5 VDy02 červen 7,9 0,4 110 57,3 51 21 223 0 1 1 1 0 1 5 VDy02 červenec 11 0,6 103 107 43 28 207 1 2 1 2 0 2 5 VDy03 březen 6,7 0,4 110 50,3 45 23 211 0 1 1 1 0 1 5 VDy03 květen 6,5 0,4 103 43 44 25 216 0 1 1 1 0 1 5 VDy03 červen 7,4 0,4 123 48,9 47 28 181 0 1 1 1 1 1 5 VDy03 červenec 6,7 0,5 116 51,9 65 33 229 0 2 1 1 1 2 5 VDy04 březen 5,8 0,9 157 37,2 60 33 185 0 3 2 1 1 2 5 VDy04 květen 5,3 1 164 35,4 61 34 179 0 3 2 1 1 2 5 VDy04 červen 7,2 0,8 151 31,4 61 31 151 0 2 2 1 1 2 5 VDy04 červenec 6,9 1 164 36,2 83 37 166 0 3 2 1 1 2 5 VDy05 duben 5,6 0,8 130 34,1 45 29 160 0 2 2 1 0 2 5 VDy05 květen 5,1 0,8 130 36,2 49 28 147 0 2 2 1 1 1 5 VDy05 červen 7,7 0,9 144 41,6 61 29 172 0 3 2 1 1 2 5 VDy05 červenec 7,7 0,9 144 38,4 70 34 174 0 3 2 1 1 2 5 Půda 1. Nejvhodnější materiál pro sledování znečištění 2. Velká heterogenita koncentrací elementů Povrchová voda 1. Vysoká variabilita koncentrací prvků vzhledem k hydrogeologické situaci Horniny 1. Vysoká heterogenita koncentrací prvků podle druhu horniny 2. Žádné informace týkající se znečištění Dnové sedimenty 1. Snadná dostupnost 2. Vysoce homogenní z pohledu chemického složení (?) 3. Reprezentativní materiál pocházející z širší oblasti, předpokládá se, že místo odběru reprezentuje průměrné obsahy prvků v povodí.