V laboratóriu izotopovej geológie sa prevažne analyzujú vodné vzorky, kde sa stanovujú koncentrácie izotopov C, H, N a S a určujú hodnoty δ18O a δ2H v molekule vody, δ13C v rozpustených uhličitanoch, δ34S v sulfidoch a sulfátoch, či δ15N v dusičnanoch . Tieto ľahké izotopy slúžia ako markery pre sledovanie rôznych geologických procesov a pomáhajú nám určovať a monitorovať správanie sa vodných zdrojov. Ďalej sa v laboratóriu stanovujú izotopy C, O a S v pevných materiáloch, napr. v mineráloch, vo fosílnych lastúrach alebo v kostiach. Aplikácie izotopových analýz sú rôznorodé, od využitia v datovaní a geologických procesoch, po kriminalistiku a potravinárstvo.
Oddelenie špeciálnych laboratórií
Prístrojové vybavenie
Analytické vybavenie na meranie pomerov stabilných izotopov H, C, N, a O – IRMS (isotope ratio mass spectrometry) Delta V Advantage a periférie.
Hmotnostný spektrometer Thermo Fisher DELTA V Advantage
GasBench II umožňujúci analýzy δ 15N z vôd a automatický dávkovač na plynné vzorky k periférií GasBench II (v pozadí).
Flash HT na spaľovanie vzoriek pevných vzoriek umožňujúca duálne merania δ13C a δ15N v organických vzorkách a δ13C, δ18O v karbonátoch.
Laserový absorpčný analyzátor vôd LWIA na meranie δ2H a δ18O vo vode.
Laserový absorpčný analyzátor vôd na báze CRDS (Cavity-ringdown spectroscopy) Picarro L-2140i na meranie δ2H, δ18O a δ17O vo vode.
Vzhľadom na skutočnosť, že analýza stabilných izotopov prebieha v plynnej fáze, je potrebné pred alebo počas merania vzorku konvertovať do plynnej formy. Využívame nasledovné preparačné techniky:
- Chemická príprava karbonátov na meranie izotopového zloženia C a O
- Chemická príprava sulfidov, sulfátov a meranie izotopového zloženia S
- Príprava vzoriek vôd na meranie izotopového zloženia H a O
- Separácia uhličitanov a meranie izotopového zloženia C a O rozpustených karbonátov vo vodách (DIC)
- Chemická a bakteriálna príprava dusičnanov na meranie izotopového zloženia N
Aplikácie
Pracovisko v súčasnosti meria na štandardnej svetovej úrovni izotopové zloženie ľahkých stabilných prvkov vodíka, uhlíka, dusíka, kyslíka, síry v rôznych geologických materiáloch prevažne pre potreby geologických projektov v oblasti hydrogeológie, environmentálneho prostredia a paleoklimatológie riešených na ŠGÚDŠ. V menšom množstve sa vykonávajú analýzy pre externých dodávateľov ako sú:
Prírodovedecká fakulta UK
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky UK
HydroGep s.r.o.
HescomGeo s.r.o.
Cad-Eco a.s.
VÚVH
Katedra archeológie FiF UK
a iné
Interpretovanie izotopov má význam nielen v oblasti geológie ale aj v odvetviach hospodárstva ako sú: hydrológia, dendrochronológia, potravinárstvo, kriminalistika, medicína, farmakológia a iné.
Publikácia:
Kontul, I., Ješkovský, M., Kaizer, J., Šivo, A., Richtáriková, M., Povinec, P., Čech, P., Steier, P., Golser, R. (2017) Radiocarbon concentration in tree-ring samples collected in the south-west Slovakia (1974-2013). Applied Radiation and Isotopes 126, 58-60
Významným prínosom bolo napríklad analyzovanie izotopov C a O z kostného kolagénu a nechtového keratínu za účelom štúdia vplyvu stravy a pitnej vody na ľudské telo.
Publikácia:
Grolmusová, Z., Rapčanová, A., Michalko, J., Čech, P., Veis, P. (2014) Stable isotope composition of human fingernails from Slovakia. Science of the Total Environment 496, 226 – 232
História
Laboratórium izotopovej geológie bolo založené začiatkom päťdesiatych rokov Ing. RNDr. Jánom Kantorom, CSc. Vzniklo postupným vývojom z oddelenia geochémie na oddelenie geochronológie či neskôr oddelenie nukleárnej geológie, ktoré bolo jedným z prvých izotopových geologických pracovísk v strednej Európe. Oddelenie izotopovej geológie či aktuálne laboratórium izotopovej geológie sa počas svojej existencie zaoberalo mnohými oblasťami izotopovej geológie spočiatku hlavne datovaním pomocou rádiometrických metód a neskôr aj fission-trackovou metódou, či podrobným výskumom izotopového zloženia nerastných surovín, hornín a minerálov až po detailné štúdium izotopového zloženia prírodných vôd, čo predstavuje jeho hlavnú pracovnú náplň v súčasnosti. Oddelenie významne prispelo k poznaniu v geológii a hydrogeológii na Slovensku. Pracovníci laboratória sa počas jeho existencie podieľali na mnohých domácich a medzinárodných výskumných projektoch a to pod vedením Ing. RNDr. Jána Kantora, CSc. (od začiatku päťdesiatych rokov – 1984, RNDr. Ivana Repčoka, CSc. (1984 – 1996), doc. RNDr. Jána Kráľa, CSc. 1996 – 2011, RNDr. Patrika Konečného, PhD. (2011 – doteraz).
Boli to (v abecednom poradí): Oľga Csehová, Mgr. Peter Čech, RNDr. Dušan Dammer, RNDr. Jarmila Ďurkovičová, CSc., RNDr. Karol Eliáš, CSc., RNDr. Elígia Ferenčíková, Ing. Martin Garaj, Mgr. Zuzana Grolmusová, PhD., Mgr. Emília Harčová, Mgr. Anna Hašková, doc. RNDr. Vratislav Hurai, DrSc., Viera Janáčková, Mgr. Eva Julényiová, Milada Kloknerová, Ing. Anna Kovářová, Alžbeta Maderová, Karol Matich, RNDr. Juraj Michalko, CSc., Ing. Jozef Richtarčík, Ing. Ivan Rúčka, Ing. Martin Rybár, Elena Sládková, Ing. Magda Sládková, RNDr. Džamila Štarková, Zita Trstenská, prof. RNDr. Pavel Veis, CSc., Viera Wiegerová, Dušan Zaťovič, Ján Zifčák, Zmitková Mária, externe Jurkovič, prof. Dr. Habil. RNDr. Juraj Lesný, PhD., Ing. Miloš Slamka.
Ing. Dr. Ján Kantor, CSc. v kruhu svojich spolupracovníkov koncom sedemdesiatych rokov.
Hmotnostný spektrometer MAT-250 (vyrobený koncom 70-tých rokov, od roku 2019 vyradený) umožňoval merať δ34S zo sulfátov, sulfidov, síru z vôd, δ18O v sulfátoch, baryte, sadrovci, vo vode, v karbonátoch, vo fosílnych uhličitanových schránkach, v plynnom CO2, δ13C v karbonátoch a plynnom CO2). (Mgr. P. Čech pri výmene filamentu iónového zdroja na hmotnostnom spektrometri Finnigan MAT – 250).
Kontakty
KONTAKTY
Mgr. Peter Čech
tel: ++421 2 59 375 230
e-mail: Peter.Cech@geology.sk
Ukážky
Ukážka rôznych aplikácií merania izotopov v rámcoch mineralógie, hydrogeológie, dendrochronológie, potravinárstva, či farmakológii.
