Zastosowanie przenośnego spektrometru XRF do określenia zawartości wybranych metali w glebach na przykładzie rejonu góry Strużnej (Krajno k. Kielc, Góry Świętokrzyskie)

• Autorzy: Kuć P. , Lenik P. , Bazarnik J.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0012.7121

Warianty tytułu

EN

Application of the portable spectrometer XRF for the determination of content of some metals in soil: a case study from Holy Cross Mountains (Central Poland)

• Konferencja: Kongres surowcowy = Raw materials congress : 5. Konferencja: Złoża kopalin - aktualne problemy prac poszukiwawczych, badawczych i dokumentacyjnych = 5th Conference: Natural resources - current problems of prospection, exploration and documentation ; 28. Konferencja: Aktualia i perspektywy gospodarki surowcami mineralnymi = 28th Conference: Updates and prospects of mineral resources management / pod red. nauk. Stanisława Z. Mikulskiego
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Badania zawartości wybranych pierwiastków przenośnym spektrometrem XRF (p-XRF) są obecnie jedną z najbardziej rozwijających się instrumentalnych metod badawczych. Jego niewielkie rozmiary i waga, łatwość obsługi i szybkość wykonywania analiz umożliwiają zastosowanie spektrometru zarówno w laboratorium, jak i w pracach terenowych. Metodę wykorzystano do oznaczenia zawartości wybranych pierwiastków w glebach z rejonu góry Strużnej w Krajnie (Góry Świętokrzyskie). Do oznaczenia zawartości badanych pierwiastków zastosowano spektrometr OLYMPUS Delta X Premium (anoda tantalowa 4W, 40 kV, natężenie 200 μA, tryb ”soil”, 135 sekund). Przed rozpoczęciem analiz p-XRF był standaryzowany z użyciem materiałów referencyjnych NIST 2710a i NIST 2711a. Mapy zawartości otrzymanych dla: K, Ca, Fe, Mn, Cu, Zn, As i Pb wykonano w programie SURFER 7.0 z wykorzystaniem procedury krigingu. Zarówno dobra zbieżność średnich zawartości uzyskanych dla badanego obszaru w porównaniu ze średnimi wartościami dla gleb Gór Świętokrzyskich, uzyskanymi wcześniej przez różnych autorów z zastosowaniem standardowych wówczas metod analizy chemicznej, jak również dobra zgodność rozkładu zawartości badanych pierwiastków z budową geologiczną rejonu góry Strużnej pozwalają stwierdzić, że wybrana metoda fluorescencji rentgenowskiej jest odpowiednia dla tego typu badań. Wysoka dokładność uzyskanych oznaczeń z użyciem spektrometru p-XRF Olympus Delta X dowodzi, że urządzenie to jest efektywnym narzędziem zarówno dla prac środowiskowych, jak i geochemicznych.

EN

The analysis of chemical composition using the portable X-ray fluorescence spectrometer (p-XRF) is recently rapidly developing instrumental research method. This method was applied to analyze the content of selected elements in soil samples from the Strużna region of the Holy Cross Mountains. The Olympus Delta Premium p-XRF spectrometer (4W Ta anode X ray tube, 40 kV, 200 μA current beam, “soil” mode, 135 seconds) was used. Prior to analyze the soil samples, the NIST 2710a and NIST 2711a reference standards were utilized in order to calibrate the p-XRF spectrometer. The maps showing obtained results of K, Ca, Fe, Mn, Cu, Zn, As and Pb were constructed using the SURFER 7.0 software with kriging procedure. The obtained results show arithmetic means similar to the previously obtained using traditional methods of chemical analysis for the soils of Holy Cross Mountains. These results combined with the high accuracy of measurements obtained by using the p-XRF Olympus Delta X spectrometer proved this device to be the effective tool for environmental and geochemical studies.

Słowa kluczowe

PL

gleby; przenośny spektrometr fluorescencji rentgenowskiej (p-XRF); Góry Świętokrzyskie

EN

elements in soil; portable X-ray fluorescence spectrometer (p-XRF); Holy Cross Mountains

• Wydawca: Państwowy Instytut Geologiczny - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego
• Rocznik: 2018
• Tom: nr 472
• Strony: 285--301
• Opis fizyczny: Bibliogr. 43 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kuć P.

• Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy, Oddział Karpacki, ul. Skrzatów 1, 31-560 Kraków

autor

Lenik P.

• Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy, Oddział Karpacki, ul. Skrzatów 1, 31-560 Kraków

autor

Bazarnik J.

• Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy, Oddział Karpacki, ul. Skrzatów 1, 31-560 Kraków

Bibliografia

• 1. CHENG Q., 2014 – Vertical distribution of elements in regolith over mineral deposits and implications for mapping geochemical weak anomalies in covered areas. Geochem. Explor. Environ. Anal., 14: 277–289.
• 2. CONREY R.M., GOODMAN-ELGAR M., BETTENCOURT N., SEYFARTH A., VAN HOOSE A., WOLFF J.A., 2014 – Calibration of a portable X-ray fluorescence spectrometer in the analysis of archaeological samples using influence coefficients. Geochem. Explor. Environ. Anal., 14: 291–301.
• 3. CZARNOCKI J., 1919 – Stratygrafia i tektonika Gór Świętokrzyskich. Pr. TNW, 28: 167–172.
• 4. CZARNOCKI J., 1950 – Geologia regionu łysogórskiego w związku z zagadnieniem złoża rud żelaza w Rudkach. Pr. Państw. Inst. Geol., 1: 1–404.
• 5. DZIERŻANOWSKI K., GAWROŃSKI S.W., 2011 – Analiza zawartości metali ciężkich w glebie i liściach mniszka lekarskiego w sąsiedztwie ruchliwej ulicy miejskiej przy użyciu przenośnego spektrometru XRF. Ochr. Śr. Zasobów Nat., 50: 202–211.
• 6. FILONOWICZ P., 1969 – Objaśnienia do szczegółowej mapy geologicznej Polski w skali 1 : 50 000, ark. Bodzentyn (816). Inst. Geol., Warszawa.
• 7. GAŁUSZKA A., MIGASZEWSKI Z.M., 2015 – Geochemical background as a source of reliable quality guidelines for trace elemnts in soils. Miner. Spec. Papers, 44: 33–34.
• 8. GAŁUSZKA A., MIGASZEWSKI Z.M., DOŁĘGOWSKA S., MICHALIK A., DUCZMAL-CZERNIKIEWICZ S., 2015 – Geochemical background of potentially toxic trace elements in soils of the historic copper mining area: a case study from Miedzianka Mt., Holy Cross Mountains, sout-central Poland. Environ. Earth Sci., 74: 4589–4605.
• 9. GĄGAŁA Ł., 2005 – Pre-Ordovician polyphase tectonics of the Cambrian sequences in the Kielce Unit, Holy Cross Mts. (Central Poland). Geol. Quart., 49, 1: 53–66.
• 10. JAWORSKI A., FORTUŃSKA H., 1964 – Możliwości zastosowania badań geochemicznych do poszukiwań złóż metali na przykładzie obszaru Łomna w Górach Świętokrzyskich. Techn. Poszuk. Geol., 3, 10: 15–18.
• 11. KONON A., 2007 – Strike-slip faulting in the Kielce Unit, Holy Cross Mountains, central Poland. Acta Geol. Pol., 57, 4: 415–441.
• 12. KOWALCZEWSKI Z., 1971 – Węzłowe problemy stratygrafii, litologii i tektoniki kambru łysogórskiego. Kwart. Geol., 15, 3: 736–737.
• 13. LENARTOWICZ L., 1962 – Sprawozdanie z poszukiwań metalometrycznych w rejonie Górek Szczukowskich. Narod. Arch. Geol. PIG-PIB, Warszawa.
• 14. LENARTOWICZ L., 1963a – Sprawozdanie z poszukiwań metalometrycznych w rejonie Łagów–Iwaniska. Temat: Metodyczne badania litochemiczne na obszarze występowania dajek skał intruzywnych w okolicy Łagowa i Iwanisk. Narod. Arch. Geol. PIG-PIB, Warszawa.
• 15. LENARTOWICZ L., 1963b – Poszukiwania geochemiczne prowadzone na obszarze paleozoiku Gór Świętokrzyskich (analiza wyników prac wykonanych w latach 1951–62). Narod. Arch. Geol. PIG-PIB, Warszawa.
• 16. LENARTOWICZ L., 1964 – Wyniki badań geochemicznych stosowanych w Górach Świętokrzyskich. Kwart. Geol., 8, 2: 462–463.
• 17. LENARTOWICZ L., 1965 – Wyniki zdjęcia metalometrycznego w rejonie Sieradowic i Nieczulic. Narod. Arch. Geol. PIG-PIB, Warszawa.
• 18. LENARTOWICZ L., 1967 – Wyniki zdjęcia metalometrycznego w rejonie Porzecze–Miedziana Góra. Narod. Arch. Geol. PIG-PIB, Warszawa.
• 19. LENARTOWICZ L., 1968a – Badania metalometryczne w rejonie Miedziana Góra. Kwart. Geol., 12, 4: 1108.
• 20. LENARTOWICZ L., 1968b – Poszukiwania geochemiczne w SW części Gór Świętokrzyskich. Narod. Arch. Geol. PIG-PIB, Warszawa.
• 21. LENARTOWICZ L., 1969 – Poszukiwania geochemiczne metodą profilów glebowych w rejonie Jaworzni i Piekoszowa. Szczegółowe zdjęcie geochemiczne metodą glebowa w rejonie Jaworzni. Narod. Arch. Geol. PIG-PIB, Warszawa.
• 22. LENARTOWICZ L., 1970 – Zdjęcie geochemiczne metodą glebową w rejonie Piekoszów–Jaworznia. Kwart. Geol., 14, 3: 576–577.
• 23. LENARTOWICZ L., 1971 – Badania utworów cechsztynu w rejonie Gałęzic metodą profilów geochemicznych. Kwart. Geol., 15, 3: 746–747.
• 24. LENARTOWICZ L., 1975 – Anomalie geochemiczne w aluwiach i glebach zachodniej części Gór Świętokrzyskich oraz ich przydatność do poszukiwań mineralizacji kruszcowej. Narod. Arch. Geol. PIG-PIB, Warszawa.
• 25. MACKEY E.A., CHRISTOPHER S.J., LINDSTROM R.M., LONG S.E., MARLOW A.F., MURPHY K.E., PAUL R.L., POPELKA-FILCOFF R.S., RABB S.A., SIEBER J.R., SPATZ R.O., TOMLIN B.E., WOOD L.J., YEN J.H., YU L.L., ZEISLER R., WILSON S.A., ADAMS M.G., BROWN Z.A., LAMOTHE P.PL., TAGGART J.E., JONES C., NEBELSICK J., 2010 – Certification of Three NIST Renewal Soil Standard Reference Materials for Element Content: SRM 2709a San Joaquin Soil, SRM 2710a Montana Soil I, and SRM 2711a Montana Soil II. NIST Spec. Publ.: 260–172.
• 26. MIGASZEWSKI Z.M., GAŁUSZKA A., DOŁĘGOWSKA S., 2015 – The use of FPXRF in the determinations of selected trace elements in historic mining soils in the Holy Cross Mts., south-central Poland. Geol. Quart., 59, 2: 248–256.
• 27. MIGASZEWSKI Z.M., GAŁUSZKA A., KRZCIUK K., 2012 – LA-ICP-MS study of selected trace element distributions in pyrite from the Podwisniówka quarry, Holy Cross Mts (south-central Poland). Miner. Spec. Papers, 39: 61–62.
• 28. MIGASZEWSKI Z.M., PASŁAWSKI P., 1996 – Trace elements and sulphur stable isotope ratios in soils and vegetation of the Holy Cross Mountains. Geol. Quart., 40, 4: 575–594.
• 29. MIKULSKI S., MARKOWIAK M., SADŁOWSKA K., CHMIELEWSKI A., ZIELIŃSKI G., 2015 – Pilotażowe badania pierwiastków ziem rzadkich w strefie kontaktu bloku małopolskiego z blokiem górnośląskim. Biul. Państw. Inst. Geol., 465: 77–98.
• 30. NIEĆ M., 1968 – Mineralizacja złoża siarczków żelaza i syderytu w Rudkach w Górach Świętokrzyskich. Pr. Geol. Komis. Nauk Geol. PAN, 46: 1–82.
• 31. NIEĆ M., PAWLIKOWSKI M., 2015 – Mineralizacja markazytowo-hematytowo-ankerytowa w południowo-wschodniej części Gór Świętokrzyskich. Prz. Geol., 63, 4: 219–227.
• 32. PAŃCZYK M., BAZARNIK J., GIRO L., 2015a – Mineralizacja REE w rdzeniach wiertniczych z masywu Ełku (NE Polska): możliwości identyfikacji za pomocą podręcznego spektrometru XRF. Biul. Państw. Inst. Geol., 465: 123–129.
• 33. PAŃCZYK M., BAZARNIK J., GIRO L., PACZEŚNA J., ZIELIŃSKI G., NAWROCKI J., KRZEMIŃSKA E., ROSOWIECKA O., KRZEMIŃSKI L., 2015b – Ocena zawartości metali ziem rzadkich (REE) w alkalicznych skałach magmowych kratonu wschodnioeuropejskiego i ich pokrywie osadowej, metodą skanowania XRF rdzeni wiertniczych. Narod. Arch. Geol. PIG-PIB, Warszawa.
• 34. PENDIAS H., 1964 – Poszukiwanie barytu w okolicy Strawczynka Nowego k/Kielc metoda profilów geochemicznych. Narod. Arch. Geol. PIG-PIB, Warszawa.
• 35. ROSS P.-S., BOURKE A., FRESIA B., 2014 – Improving lithological discrimination in exploration drill-cores using portable X-ray fluorescence measurements: (2) applications to the Zn-Cu Matagami mining camp, Canada. Geochem. Explor. Environ. Anal., 14: 187–196.
• 36. RUBINOWSKI Z., 1971 – Rudy metali nieżelaznych w Górach Świętokrzyskich i ich pozycja metalogeniczna. Biul. Państw. Inst. Geol., 247: 1–166.
• 37. RUBINOWSKI Z., WRÓBLEWSKI T., LENARTOWICZ L., 1963 – Metalogeneza cokołu paleozoicznego Gór Świętokrzyskich. Cz. II. Inwentaryzacja złóż rud metali i towarzyszących przejawów mineralizacji. Narod. Arch. Geol. PIG-PIB, Warszawa.
• 38. SIMANDL G.J., FAJBER R., PARADIS S., 2014 – Portable X-ray fluorescence in the assessment of rare earth element-enriched sedimentary phosphate deposits. Geochem. Explor. Environ. Anal., 14: 161–169.
• 39. SKUPIO R., 2014 – Wykorzystanie przenośnego spektrometru XRF do pomiarów składu chemicznego skał. Nafta - Gaz, 14: 771–777.
• 40. STUPNICKA E., 1988 – Charakter i geneza Dyslokacji Świętokrzyskiej. Prz. Geol., 36, 1: 40–46.
• 41. WACHOWIAK M., SAWCZAK M., 2010 – Nieinwazyjna metoda identyfikacji pigmentów in situ – badania przenośnym spektroskopem XRF obrazów olejnych Józefa Pankiewicza. Acta Universitatis Nicolai Copernici. Zabytkoznawstwo i Konserwatorstwo, 39: 15–37.
• 42. WINOGRADOW A.P., 1954 – Geochemie seltener und nur in Spuren vorhandener chemiser Elemente im Boden. Akademie-Verlag, Berlin.
• 43. WMS GEOPORTAL – Usługa WMS: http://mapy.geoportal.gov.pl/wss/service/img/guest/TOPO/MapServer/WMSServer; http://mapy.geoportal.gov.pl/wss/service/img/guest/CIEN/MapServer/WMSserver.