Opracowanie chromatograficznej metody pomiaru stężenia helu w wodach podziemnych dla celów datowania w zagadnieniach hydrologicznych

Abstract

Niniejsza praca jest opisem opracowanej w IFJ PAN w Krakowie chromatograficznej metody pomiaru stężenia helu w wodach podziemnych dla celów ich datowania. Rozdział 1 zawiera krótkie wprowadzenie do tematyki datowania wód podziemnych, a rozdział 2 opis własności helu i wybrane jego zastosowania między innymi w technice i w przewidywaniach trzęsień ziemi. Źródła helu w wodach podziemnych są opisane w rozdziale 3. Stężenie helu w wodzie pochodzenia atmosferycznego po jej infiltracji do systemu podziemnego zależy głównie od stężenia wynikającego z równowagi z atmosferą powiększonego o dodatkowe stężenie związane z „nadmiarem powietrza”. Wraz z rosnącym czasem przebywania wody podczas jej przepływu nieatmosferyczny hel pochodzenia radiogenicznego, akumuluje się również w wodzie. W rozdziale 4 przedstawiono dwie metody pomiaru stężenia helu w wodach podziemnych: metodę spektrometrii masowej oraz chromatografii gazowej. Szczegółowy opis opracowanej metody chromatograficznej do pomiaru stężenia helu w wodach podziemnych zawiera rozdział 5. W celu weryfikacji opracowanej metody postanowiono zmierzyć stężenie helu w wodach podziemnych z rejonu Krakowa i Buska Zdroju, dla których istnieją dane literaturowe z wcześniejszych pomiarów metodą spektrometrii masowej. Wyniki tej weryfikacji zostały przedstawione w rozdziale 6. Opisana w rozdziale 5 metoda chromatograficzna została zastosowana również do pomiarów stężenia helu w wodach podziemnych z rejonów Zakopanego, Raciborza oraz Torunia. Otrzymane rezultaty tych pomiarów wraz z dyskusją wyników zawiera rozdział 6. Wnioski przedstawiono w rozdziale 7. Dodatki A i B zawierają odpowiednio objaśnienia do metody kalibracji układu chromatograficznego i metody fazy nadpowierzchniowej. Szczegółowy opis obliczania stężenia helu w wodzie podziemnej opracowaną metodą chromatograficzną i jego niepewności przedstawiono w Dodatkach C i D.