Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Pierwiastki ziem rzadkich (REE) w wodach powierzchniowych i podziemnych Polski na tle innych krajów Europy

Wysocka I. A., Porowski A., Rogowska A. M., Kaczor-Kurzawa D.

Przegląd Geologiczny

|

2018

|

Vol. 66, nr 11

692--705

EN

This article is focused on the aspects related to the occurrence and the behavior of REE in hydrosphere. Particular attention is given to the natural waters of Europe including Poland. The data shown in this work are based on the studies and discussions published elsewhere, as well as on own investigations of REE concentrations in the natural waters of Poland (ground- and surface waters). The aim of this article is to present information on REE in different types of waters (ocean, ground- and surface waters). Potential sources of REE in the selected waters and factors affecting their concentrations and distribution patterns (signatures) are discussed. The input of REE originating from human activity is indicated and some examples of anthropogenic factors are presented. Additionally, some general information on natural REE abundances in various environmental compartments and their applications in the industry are provided. The potential influence of some major components on determination of europium content in water samples during measurements by mass spectrometry is also explained.

2

Hydrogeological settings and origin of groundwater composition in the southern part of the Gorce Mts, Kowaniec Mały catchment

Żaczek J., Porowski A.

Annales Societatis Geologorum Poloniae

|

2017

|

Vol. 87, No. 2

183--197

EN

The Gorce Mts of southern Poland occur in a natural upland area that is viewed as valuable and is protected. It has an inadequate and irregular network of long-term monitoring points at the national level with regard to groundwater quality and vulnerability to contamination. The paper discusses the results of an investigation of groundwater in the Kowaniec Mały drainage basin, in the southern part of the Gorce Massif. It provides new hydrogeochemical data that shed light on the origin and evolution of groundwater chemistry in this region. On the basis of a hydrogeological survey of 33 natural springs, trends in the spatial and temporal variation of the physicochemical properties of the groundwater are presented. Three hydrochemical types of water were distinguished, namely HCO3-Ca, HCO3-Ca-Mg and HCO3-SO4-Ca. The detailed analysis of ionic ratios shows that the dissolution of carbonates (mainly calcite) and aluminosilicates (mainly albite) played a fundamental role in the formation of the chemical composition of the groundwater in the study area. These processes are responsible for the presence of the dominant ions, such as HCO3- and Ca2+, as well as SiO2 and in part Na+ and K+. Chloride–sodium mineralization is connected first of all with recharge by rain water and the direct dissolution of halite, contained in the aquifer rocks or formed during the evaporation of the water. The most probable sources of dissolved SO42- are the atmospheric sulphates contained in recharge meteoric waters in the case of springs located at higher altitudes and the reduced inorganic sulphur compounds dispersed in fine-grained sedimentary rocks, mostly as pyrite, which undergoes oxidation during rock weathering. Ion exchange processes involving clay minerals also were present and affected mainly the concentrations of Na+ + K+ and Ca2+.

3

Pierwiastki ziem rzadkich (REE ) w wodach termalnych: występowanie, pochodzenie, znaczenie i perspektywy badań w Polsce

Porowski A., Kaczor-Kurzawa D.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2016

|

R. 55, nr 1

89--102

PL

Termin „pierwiastki ziem rzadkich” (Rare Earth Elements – REE) odnosi się do piętnastu pierwiastków stanowiących grupę lantanowców (Ln3+) oraz itru (Y) i skandu (Sd). W wyniku takich procesów jak wietrzenie, rozpuszczanie, rekrystalizacja czy diageneza pierwiastki ziem rzadkich mogą być dość łatwo uruchamiane i przenoszone z minerałów i skał do środowiska wodnego. Wody podziemne wykazują podobny rozkład wzajemnych proporcji REE do ich „rozkładu” charakterystycznego dla skał, przez które przepływają. Takie podobieństwa pomiędzy REE pattern wód podziemnych i skał zbiornikowych decydują o tym, że REE są użytecznym wskaźnikiem do rozpoznawania interakcji zachodzących pomiędzy wodą podziemną a skałą zbiornikową. Analiza rozkładu zawartości REE w wodach wykorzystywana jest do identyfikacji pochodzenia wód, mieszania się wód, określania warunków równowagi w systemie woda-skała, procesów geochemicznych na drogach przepływu wód, do identyfikowania stref zasilania, czy skał zbiornikowych. W przypadku wód termalnych szczególnego znaczenia nabiera dokładne rozpoznanie składu chemicznego wód (w tym REE) i skał zbiornikowych w celu właściwego zrozumienia warunków termalnych w danym systemie. Pomimo istnienia szerokiej literatury dotyczącej badań nad geochemią REE w systemie woda-skała w różnych obszarach świata, Polska jest wciąż „biała plamą” – gdyż zawartości REE, szczególnie w wodach podziemnych, nigdy nie były na szerszą skalę badane; brak jest publikacji naukowych na ten temat. Od roku 2015 zespół naukowców z PIG–PIB oraz ING PAN podjął starania, aby zapełnić tę lukę w polskiej nauce. W roku 2015 pierwsze pilotażowe analizy zawartości REE zostały wykonane dla wód mineralnych Krynicy Zdroju oraz dla wód termalnych Poddębic. W roku 2016, konsorcjum naukowe ING PAN oraz PIG–PIB rozpoczyna realizację dużego projektu naukowego finansowanego ze środków NCN, ukierunkowanego bezpośrednio na szczegółową analizę zawartości i rozkładu REE w wodach mineralnych i termalnych Polski. Perspektywy rozwoju hydrogeochemii pierwiastków ziem rzadkich w Polsce w najbliższych latach wydają się być pozytywne.

EN

The Rare Earth Elements (REE) or rare earth metals, are commonly defined as a series of fifteen elements comprising the lanthanides group (Ln3+) plus scandium (Sc) and yttrium (Y). REE can be significantly mobilized during weathering, alteration and diagenesis processes and transferred from rocks into an aquatic environment. Groundwaters usually demonstrate REE patterns that closely reflect the REE patterns of the rock through which they flow. Such similarities between groundwater and aquifer rock REE patterns suggest that REE may be useful tracers of groundwater – aquifer rock interactions. Ample evidence hase been provided in the literature, that the analysis of REE concentration is a useful tool in tracing the origin of fluids, which is fundamental in understanding any fluid-rock system. The REE distribution in groundwater enables to study of the source of water, the state of equilibrium in water-rock system, changes in water composition by both precipitation and dissolution reactions in the aquifer including those along flow paths, groundwater and surface water mixing, biogeochemical redox processes, adsorption processes, etc. Despite the vast literature and numerous studies of REEs geochemistry reported for various regions in the world, Poland is a truly white spot, where the REE in the groundwater systems have never been deeply studied. However, since 2015, the first pilot analyses of REE in the mineral water of the Krynica Spa and the thermal waters of Poddębice have been performed. A new research project granted by the National Science Center (NCN) in 2016 for scientific consortium of ING PAN and PIG–PIB shed new light on the future development of the REE application in hydrogeochemical studies of mineral and thermal water in Poland.

4

Magistrala CAN w środowisku systemu łączności wewnętrznej FONET

Marcinek J., Porowski A.

Szybkobieżne Pojazdy Gąsienicowe

|

2008

|

nr 1 (23)

105--110

PL

W artykule zaprezentowano sposoby implementacji magistrali CAN w urządzeniach produkowanych przez WB Electronics, elastyczność rozwiązań, wady i zalety poszczególnych rozwiązań. Integracja magistrali CAN w systemie FONET. W jakim celu? Co dzięki temu zyskujemy? Integracja magistrali CAN w systemach produkowanych przez WB Electronics. FONET jako pośrednik udostępniający magistralę CAN w systemach SKO TOPAZ i BMS TROP.

EN

The article presents methods of implementing the CAN bus in devices manufactured by WB Electronics, flexibility of solutions, weaknesses and strengths of individual solutions. Integration of the CAN bus in the FONET system. What for? What can we gain by this? Integration of the CAN bus in the systems manufactured by WB Electronics. FONET, as an agent who makes the CAN bus available to SKO TOPAZ and BMS TROP systems.

5

Sens i znaczenie badań geotermometrycznych w poszukiwaniach wód termalnych o niskiej entalpii

Porowski A.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2007

|

R. 46, nr 2

69-77

PL

Wodami o niskiej entalpii nazywane są wody mające na wypływie temperaturę niższą od 100°C. Do grupy tej należy zdecydowana większość rozpoznanych obecnie zasobów wód termalnych w Polsce. Analizy geotermometryczne przeprowadzono dla wód termalnych z najważniejszycb ujęć w obszarze Sudeckiego Regionu Geotermicznego oraz Geotermicznej Prowincji Niżu Polskiego. Dla oceny maksymalnej temperatury wód w warstwie wodonośnej zastosowano wybrane geotermometry chemiczne (SiO_2, Mg-Li, Na-K-Ca) oraz geotermometr izotopowy [...] w systemie SO_4-H_2O. Uzyskane wyniki pokazują. że stosowanie wskaźników temperatury wód powinno być ściśle związane ze szczegółową analizą pochodzenia wód, warunków hydrogeologicznych ich występowania i wtórnych procesów wpływających na ewolucję ich składu chemicznego i izotopowego. W przypadku solanek termalnych Niżu Polskiego najlepsze rezultaty, jeżeli chodzi o określenie górnych, maksymalnych wartości ich temperatury w warstwie wodonośnej dał geotermometr SiO_2. Geotermometr izotopowy [...] w systemie SO_4-H_2O oraz pozostale geotermometry chemiczne dały porównywalne i wiarygodne rezultaty w przypadku wód cieplickiego systemu geotermicznego.

EN

The low enthalpy thermal waters are called those with temperature at !he outflow less or equal 100°C. The majority of thermal water resources recognized in Poland to date belong to this type of waters. The geothermometric study were carried out for waters of the main intakes of Sudetic Geothermal Region and Geothermal Province of Polish Lowlands. To estimate !he maximum water temperature in the reservoir, selected chemical geothermometers were applied (SiO_2, Na-K-Ca, Mg-Li) and one isotopic geothermometer, namely […] in SO_4-H_2O system. The results clearly show that application of any groundwater temperature indicators should be connected with detailed analysis of water's origin, local hydrogeological and hydrogeochemical settings, and secondary processes which affect waters' chemical and isotopic evolution. In case of the thermal brines of Polish Lowlands, the SiO_2 geothermometers gave the best results in assessment the maximum temperature in the reservoir. On the other hand, […] geothermometer in SO_4-H_2O system. as well as other chemical geothermometers, gave the best and comparable results ot temperature estimation in Cieplice hydrogeothermal system.

6

Origin of mineralized waters in the Central Carpathian Synclinorium, SE Poland

Porowski A.

Studia Geologica Polonica

|

2006

|

Vol. 125

5-66

EN

The Central Carpathian Synclinorium (CCS) is a large tectonic structure within the easternmost part of the Silesian Nappe of the Polish Outer Carpathians. This area, built of flysch sediments of the Upper Cretaceous to Oligocene ages, abounds with mineralized waters associated to a varying extent with oil and gas deposits. The chemical composition of 81water samples and the isotopic composition (?18O and ?D) of 45 samples were studied in detail in order to shed light on their origin. Additionally, the tritium content was determined in 25 water samples, and ?18O values of authigenic calcite (vein and cement) from core samples of four boreholes were measured. All the waters studied are brackish or saline (TDS up to 48.9 g/dm3) and belong to four hydrochemical classes: Cl-Na, Cl-HCO3-Na, HCO3-Cl-Na, and HCO3-Na. Their isotopic composition locates them to the right of the Global Meteoric Water Line (GMWL). Relative to the Standard Mean Ocean Water (SMOW) they are depleted in D, while some of them are depleted and others enriched in 18O. The origin of these waters is poligenetic. The observed isotopic composition can be explained by mixing of at least three components of different origin: (i) meteoric waters of modern hydrological cycle; (ii) diagenetic waters formed during dehydration of clay minerals (transformation of smectite to illite within mixed-layer smectite/illite), and (iii) connate water - chemically modified seawater trapped in pores of marine sediments before their diagenesis. It is also likely that some waters contain a fraction of paleoinfiltration waters. Chemical composition of the studied waters has been modified mainly due to dilution processes and water-rock interaction. Presumably, their original chemical composition was derived from seawater-like interstitial fluids.

PL

Na obszarze polskich Karpat Zewnętrznych powszechnie występują wody zmineralizowane o zróżnicowanym składzie chemicznym i izotopowym. Eksploatowane są one głównie na potrzeby uzdrowisk gdzie wykorzystuje się je do celów balneologicznych i konsumpcyjnych. Od wielu lat w środowisku naukowym istnieją kontrowersje dotyczące pochodzenia tych wód, jak i procesów odpowiedzialnych za kształtowanie ich składu chemicznego. W latach 2000-2003 w Instytucie Nauk Geologicznyh PAN pod kierownictwem prof. J. Dowgiałły realizowano projekt badawczy No 6P04D 07 18 finansowany przez KBN, w ramach którego badaniami objęto wody zmineralizowane centralnego synklinorium karpackiego, które do tej pory (poza nielicznymi wodami z uzdrowisk) nie były szczegółowo analizowane pod kątem ich genezy. Centralne synklinorium karpackie jest dużą strukturą tektoniczną stanowiącą SE część płaszczowiny śląskiej polskich Karpat Zewnętrznych. Wody zmineralizowane występujące w centralnym synklinorium karpackim w ogromnej większości towarzyszą złożom ropy naftowej i gazu ziemnego. Z tego powodu zalicza się je do szerokiej grupy wód określanych mianem "oil- associated waters". Przeprowadzone badania nad genezą tych wód obejmowały: (i) szczegółową analizę składu chemicznego wód; (ii) analizę składu izotopów trwałych tlenu i wodoru oraz w nielicznych wodach za wartości trytu oraz (iii) analizę warunków hydrogeologicznych i mineralogii środowiska skalnego w aspekcie oddziaływań woda-skała. Na podstawie analizy 81 próbek wód z otworów naftowych i studni z najważniejszych struktur fałdowych centralnego synklinorium karpackiego stwierdzono, iż wody te należą do czterech typów hydrochemicznych: Cl- HCO_3-Na, Cl- Na, HCO_3-Cl -Na oraz HCO_3-Na. Charakteryzują się one zróżnicowaną mineralizacją ogólną (TDS) od 1 g/dm^3 do około 49 g/dm^3. W stosunku do średniego składu chemicznego wody oceanicznej są one zubożone w K+, SO_4 ^2-, Ca^2+, Mg^2+, zaś wzbogaceniem w Na+, HCO_3 -, Br-, I-, Li+, Sr^2+ i B. W fazie gazowej w badanych wodach obecne są CH4 (dominujący) oraz w niektórych wodach CO_2. Analizy składu chemicznego wód w oparciu o proste stosunki jonowe takie jak Cl/Na, SO_4/Cl, Br/Cl, I/Cl, (Na+K-Cl)/SiO_2, i porównanie ich z tymi stosunkami w wodzie morskiej, analiza krzywych ewaporacji wody morskiej (S- E-T) oraz krzywych mieszania się wód, wykazały, że badane wody zmineralizowane mają cechy wód synsedymentacyjnych i są mieszaninami wód wysoko zmineralizowanych i słodkich. Genetycznie najprawdopodobniej są one związane z wodą morską - zapewne reliktową (connate water), która uległa znacznej ewolucji chemicznej w czasie geologicznym. Zasadnicze wnioski odnośnie genezy wód zmineralizowanych centralnego synklinorium karpackiego uzyskano analizując ich skład izotopowy. Opierając się na koncepcji prostych, konserwatywnych procesów mieszania się wód meteorycznych i tych o innej genezie (najbardziej zmineralizowanych, wzbogaconych w 18O i 2H) pod względem ge netycznym wydzielono cztery grupy wód I grupa - wody opadowe współczesnego cyklu hydrologicznego, o najniższych mineralizacjach, najniższych wartościach d18O i d2H oraz zawierające tryt; IV grupa wód - wody zakwalifikowane jako metamorficzne na pod stawie ogólnych danych literaturowych (Sheppard, 1986), ale najprawdopodobniej związane nie z metamorfizmem (nie ma wystarczających dowodów na obecnoć typowych procesów metamorficznych w obsz arze centralnego synklinorium karpackiego) lecz z procesami diagenetycznymi; wody te są najbardziej wzbogacone w 18O, i zwykle o największej zawartości Cl-; n = 6. Pozostałe dwie grupy wód zostały zakwalifikowane jako mieszaniny : II grupa wód - co najmniej dwuskładnikowe mieszaniny wód meteorycznych współczesnego cyklu hydrologicznego i tych zaliczanych do "diagenetycznych"; III grupa wód - co najmniej dwuskładnikowe mieszaniny wód meteorycznych współczesnego cyklu hydrologicznego i/lub paleoinfiltracyjnych, oraz reliktowych wód morskich i "diagenetycznych". Ze względu na specyficzny skład izotopowy wód kwalifikowanych wstępnie jako "diagenetyczne", wysunięto koncepcję procesu ich formowania się w wyniku dehydratacji minerałów ilastych. Opierając się na prostym modelu wymiany izotopowej po między wodą i skałą, dokonano końcowego obliczenia składu izotopowego wody, która uległa zrównoważeniu izotopowemu z minerałami ilastymi mieszanopakietowymi typu smektyt/illit w wyniku dehydratacji i przejścia pakietów smektytowych w illitowe w danej tempera turze i przy danym stosunku wagowym woda/skała. Uzyskany w ten sposób skład izotopowy "wód dehydratacy jnych" wskazuje, iż proces dehydratacji minerałów ilastych może odgrywać główną rolę w procesie formowania się składu izotopowego badanych wód zmineralizowanych. Pod względem genetycznym więc, wody zmineralizowane centralnego synklinorium karpackiego są mieszaninami reliktowych wód morskich diagenetycznie zmienionych (tzw. connate waters) infiltracyjnych wód meteorycznych (w tym również najprawdopodobniej i paleoinfiltracyjnych) oraz wód dehydratacyjnych uwalnianych z minerałów ilastych warstw łupkowych.

7

Charakterystyka czasoprzestrzennej zmienności chemizmu wód zmineralizowanych antykliny iwonickiej

Porowski A.

Przegląd Geologiczny

|

2001

|

Vol. 49, nr 4

317-325

PL

W obrębie antykliny iwonickiej wody zmineralizowane występują we wszystkich czterech poziomach piaskowca ciężkowickiego oraz w piaskowcu czarnorzeckim. Wody te zasadniczo należą do dwóch typów hydrogeochemicznych: Cl-HCO3-Na oraz HCO3-Cl-Na. Ze względu na współwystępowanie z ropą naftową są one wzbogacone w jod i brom oraz zubożone w siarczany. Na podstawie kilkudziesięcioletnich serii obserwacyjnych, dotyczących chemizmu tych wód w ujęciach (źródłach i odwiertach) eksploatowanych przez uzdrowiska w Rymanowie i Iwoniczu pokazano zmienność ich chemizmu w czasie i przestrzeni. Tendencję spadkową w czasie wykazuje przede wszystkim mineralizacja ogólna. Wahania mineralizacji są bezpośrednim wynikiem zmian zawartości dominujących jonów jak: Cl-, Na+, HCO3-. Największą stabilność w czasie wykazują jony HCO3-, co przy znacznych wahaniach zawartości jonów Cl- prowadzi do krótkotrwałych zmian typu hydrogeochemicznego wody. Mineralizacja ogólna rozpatrywanych wód wykazuje tendencję wzrostową wraz z głębokością a zaburzenia tej tendencji najprawdopodobniej wskazują na dopływy wód atmosferycznych. W kierunku wschodnim wzrasta udział wód typu HCO3-Cl-Na, zmniejsza się zawartość jonów Cl- oraz spada wielkość mineralizacji. Skomplikowane warunki geologiczne i hydrogeologiczne zasadniczo wpływają na stabilność składu chemicznego w czasie i jego zróżnicowanie w przestrzeni.