Ocena możliwości zastosowania analiz pełnego składu izotopowego wody (zawartość deuteru, tlenu-18 oraz tlenu-17) w hydrologii

Grant Nr. 2016/23/B/ST10/00909, NCN, Konkurs OPUS

 

Tytuł projektu:

 ”Ocena możliwości zastosowania analiz pełnego składu izotopowego wody (zawartość deuteru, tlenu-18 oraz tlenu-17) w hydrologii”

 

Okres realizacji: 01.09.2017 – 31.08.2020

 

Streszczenie:

 

Realizowany projekt jest próbą wszechstronnej oceny możliwości wykorzystania pełnego składu izotopowego wody (d2H, d18O oraz d17O) w zastosowaniach hydrologicznych. W ramach projektu testowane są dwie hipotezy naukowe:

A Stawiamy hipotezę że stosunek izotopowy 17O/16O w wodach może być użytecznym, dodatkowym parametrem izotopowym ułatwiającym identyfikację pochodzenia wód podziemnych.

  1. Izotopy trwałe tlenu i wodoru (18O i 2H) wykorzystywane były w przeszłości do badań bilansów wodnych jezior i zbiorników powierzchniowych, w szczególności do wyznaczania podziemnych składników tych bilansów, trudnych do wyznaczenia metodami klasycznej hydrologii. Stawiamy hipotezę że wykorzystanie trzech izotopów trwałych wody (2H, 18O oraz 17O) do wyznaczania bilansów wodnych zbiorników wód powierzchniowych uczyni je bardziej wiarygodnymi. W ramach projektu zostaną przeprowadzone odpowiednie badania na naturalnym obiekcie w celu przetestowania tej hipotezy.

 

Testowanie powyższych hipotez wymaga szeroko zakrojonych badań realizowanych w ramach czterech zadań badawczych o następujących tytułach: (1) Pełna charakterystyka izotopowa różnych typów genetycznych wód podziemnych w Polsce, (2) Potrójny bilans izotopowy zbiornika wód powierzchniowych, (3) Wyznaczenie kinetycznych współczynników frakcjonowania w procesie parowania wody, oraz (4) Pomiar pełnego składu izotopowego opadów dobowych w Krakowie i na Kasprowym Wierchu.

Badania prowadzone w ramach projektu dostarczyły nowej wiedzy odnośnie zmienności d17O oraz tzw. ekscesu 17O w  wodach podziemnych o różnej genezie, obejmujących m.in. wody infiltracyjne zasilane w innych reżimach klimatycznych, reliktowe wody morskie oraz wody diagenetyczne. Są to pierwsze tego typu badania na świecie. Również nowatorski charakter w skali światowej ma zastosowanie trzech znaczników izotopowych równocześnie (2H, 18O oraz 17O) do wyznaczania bilansu wodnego zbiorników wód powierzchniowych. Rezultaty projektu przyczynią się do dalszego rozwoju metod znacznikowych w hydrogeologii i hydrologii, a tym samym do bardziej efektywnego gospodarowania zasobami wód podziemnych i powierzchniowych w kraju i na świecie.