Analiza izotopowa litu w wodach i osadach

• Autorzy: Hałas S. , Dąbek J. , Pacek A.

Warianty tytułu

EN

Lithium isotope analysis in waters and sediments

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem badań opisanych w niniejszym artykule było opracowanie metody wydzielania litu z roztworów wodnych na kolumnie kationowymiennej oraz pomiar stosunku izotopowego litu 7Li/6Li w uzyskanych próbkach metodą TIMS (Thermal Ionisation Mass Spectrometry). Opracowana metoda pomiaru stosunku izotopowego litu nie wymaga skomplikowanej obróbki chemicznej badanych próbek, jak również dużych ilości badanej substancji, co sprawia, że należy do najprostszych spośród wszystkich metod analizy izotopowej litu. Metodą tą zostały przebadane próbki wody morskiej pochodzącej z Morza Śródziemnego, próbki wody mineralnej pochodzącej z otworu Zuber I w Krynicy-Zdroju oraz próbka osadu z tej wody. Wartości δ7Li w badanych próbkach uzyskano z powtarzalnością rzędu jednego promila. Wynik uzyskany dla wody morskiej (32,2 ±1,9‰) mieści się w ramach niepewności pomiarowych w zakresie aktualnych danych literaturowych. Wartości δ7Li w wodzie mineralnej Zuber I (–17,3‰) oraz w osadzie wytworzonym w tej wodzie (–1,5‰), według wiedzy autorów, są publikowane i dyskutowane po raz pierwszy.

EN

The purpose of the present study was to develop a method of lithium extraction from water solutions on a cation exchange column and to determine its isotope ratio by thermal ionization mass spectrometry. This method of lithium isotope determination requires neither complicated chemical preparation of the investigated samples, nor large quantities of material, thus being one of the simplest methods. The following samples have been investigated using this method: seawater from the Mediterranean Sea, mineral water from the Zuber I borehole in Krynica-Zdrój, and a sediment sample from this water. The values of δ7Li for all the samples were achieved with reproducibility of the order of 1‰. The result obtained for seawater (32.2 ±1.9‰) falls into the range known from literature. The delta values for the Zuber I mineral water (–17.3‰) and the sediment precipitated from this water (–1.5‰) are, according to the best knowledge of the authors, published and discussed for the first time.

Słowa kluczowe

PL

geochemia litu; frakcjonowanie; izotopy litu; żywice kationowymienne; spektrometria mas; jonizacja termiczna

EN

lithium geochemistry; fractionation; lithium isotopes; cation-exchange resins; mass spectrometry; thermal ionization

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2011
• Tom: nr 444
• Strony: 65--72
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Hałas S.

• Zakład Spektrometrii Mas, Instytut Fizyki UMCS; pl. M. Curie-Skłodowskiej 1, 20-031 Lublin

autor

Dąbek J.

• Zakład Spektrometrii Mas, Instytut Fizyki UMCS; pl. M. Curie-Skłodowskiej 1, 20-031 Lublin

autor

Pacek A.

• Zakład Spektrometrii Mas, Instytut Fizyki UMCS; pl. M. Curie-Skłodowskiej 1, 20-031 Lublin

Bibliografia

• [1] COPLEN T.B., HOPPLE J.A., BOHLKE J.K., PEISER H.S., RIEDER S.E., KROUSE H.R., ROSMAN K.J.R., DING T., VOCKE R.D. JR., REVESZ K.M., LAMBERTY A., TAYLOR P.D.P., De BIBVRE P., 2002 — Compilation of minimum and maximum isotope ratios of selected elements in naturally occur- ring terrestrial materials and reagents. Water Resources Investigations Report 01-4222. U.S. Geological Survey, Reston.
• [2] DOWGIAŁLO J., 1980 — Poligenetyczny model karpackich wód chlorkowych i niektóre jego konsekwencje. W: Współczesne problemy hydrogeologii regionalnej. Wyd. Geol., Warszawa.
• [3] DULIŃSKI M., 2009 — Termodynamiczny i izotopowy model wydobycia dwutlenku węgla w warunkach eksploatacji okresowej odwiertu Zuber I w Krynicy Zdroju. Wyd. JAK, Kraków.
• [4] FLESCH G.D., ANDERSON A.R. jr., SVEC H.J.,1973 — A secondary isotopic standard for 6Li/7Li determinations. International Journal of Mass Spectrometry Ion Physics, 12, 3: 265-272.
• [5] IAEA (International Atomic Energy Agency), 2005 — Analytical quality control services. Reference materials catalogue 2004-2005. Vienna.
• [6] MORIGUTI T., NAKAMURA E., 1993 - Precise lithium isotopic analysis by thermal ionization mass spectrometry using lithium phosphate as an ion source material. Proc. Japan Acad. Sci., 69: 123-128.
• [7] POLAŃSKI A., 1979 — Izotopy w geologii. Wyd. Geol., Warszawa.
• [8] POLAŃSKI A., 1961 — Geochemia izotopów. Wyd. Geol., Warszawa.
• [9] ROSLER H.J., LANGE H., 1972 — Geochemical tables. Elsevier, Amsterdam.
• [10] RUDNICK R.L., TOMASCAK P.B., NJO H.B., GARDNER L.R., 2004 — Extreme lithium isotopic fractionation during continental weathering revealed in saprolites from South Carolina. Chem. Geol., 212: 45-57.
• [11] ŚWIDZIŃSKI H., 1972 — Geologia i wody mineralne Krynicy. Wyd. Geol., Warszawa.
• [12] TAYLOR T.I., UREY H.C., 1938 — Fractionation of the lithium and potassium isotopes by chemical exchange with zeolite. J. Chem. Phys., 6: 429-438.
• [13] TOMASCAK P.B., CARLSON R.W., SCHIREY S.B., 1999 — Accurate and precise determination of Li isotopic composition by multi-collector sector ICP-MS. Chem. Geol. Isotope Geosci., 158: 145-154.
• [14] WILSON I.D., POOLE C., 2009 — Handbook of methods and instrumentation in separation science, 1. Academic Press, London.
• [15] XIAO Y.K., QI H.P., WANG Y.H., JIN L., 1992 — The comparison of loading forms in isotopic measurement of lithium by thermal ionization mass spectrometry. Chin. Sci. Bull., 37: 469-472.
• [16] YOU C.F., CHAN L.H., 1996 — Precise determination of lithium isotopic composition in low concentration natural samples. Geochim. Cosmochim. Acta, 60, 5: 909-915.
• [17] ŻUK W., 1980 — Spektrometria mas i elektromagnetyczna separacja izotopów. PWN, Warszawa.