Rozwój metody jednoczesnego pomiaru stężenia helu, argonu oraz neonu do datowania wód podziemnych

W artykule zaprezentowano chromatograficzną metodę jednoczesnego pomiaru stężenia helu, neonu oraz argonu w wodach podziemnych z pojedynczej próbki wody. Próbki wody podziemnej są pobierane do stalowych naczyń o pojemności 2900 cm3. Gazy są ekstrahowane z wody metodą fazy nadpowierzchniowej (HS). Hel, neon oraz argon są analizowane na dwóch chromatografach gazowych wyposażonych w kolumny kapilarne i pakowane oraz trzy detektory cieplno-przewodnościowe (TCD). Stężenie helu w wodzie podziemnej może być dobrym znacznikiem do datowania wód podziemnych. Poprawne stosowanie znaczników środowiskowych w hydrogeologii w celu datowania wymaga znajomości temperatury zasilania systemu i tzw. „nadmiaru powietrza”. Znajomość nadmiaru powietrza pozwala na konieczną korektę mierzonego stężenia helu w wodzie. Obydwa parametry można wyznaczyć przez pomiar stężenia argonu i neonu w wodzie podziemnej. Opracowana metoda chromatograficzna była zastosowana do datowania wód podziemnych z rejonów między innymi Niecki Podhalańskiej, Krakowa oraz Żarnowca.

In this paper the authors present a chromatographic method for simultaneous analysis of helium, neon and argon in groundwater from one water sample. Water samples are taken to the stainless steel vessels with a capacity of 2,900 cm3. Gases are extracted from water by headspace method (HS). Helium, neon and argon are analyzed on two gas chromatographs equipped with capillary and packed columns and three thermo-conductive detectors (TCD). The concentration of helium in groundwater may be a good environmental tracer for groundwater dating. Proper use of environmental tracers in hydrogeology for dating purpose, requires the knowledge of recharge temperature of the system and the so-called “Excess air”. “Excess air” allows for the necessary correction of measured concentration of helium in water. Both parameters can be determined by measuring the concentration of argon and neon in groundwater. Developed chromatographic method was applied to groundwater dating from areas of Podhalańska Basin, Kraków and Żarnowiec.