íslo 27 Listopad 2003

ýíslo 27

Listopad 2003

SLOVO EDITORA Vážení pĜátelé, pĤl roku uplynulo jako voda a máte v rukou další, v poĜadí již 27. þíslo našeho bulletinu. Pro náš výbor je to období pĜíprav konání 17. konference o jílové mineralogii a petrologii, která by se mČla konat v Praze v záĜí 2004 (podrobnosti viz dále). V souþasné dobČ docházejí pĜedbČžné pĜihlášky k úþasti z celého svČta a z ýech, tentokrát se zdá, že i úþast z ýeské republiky bude po delší dobČ vČtší a rozbíhá se práce organizaþního výboru. ChtČl bych Vás všechny opČt požádat o pĜíspČvky do našeho bulletinu, aĢ již z výzkumu þi praxe, aby þasopis nebyl pĜipravován stále jen úzkým kolektivem redakþní rady. ZároveĖ upozorĖuji na uzávČrku jarního þísla 23.4.2004. Všechna dosud vyšlá þísla jsou na webových stránkách Spoleþnosti na adrese www.clays.cz ZávČrem bych Vám všem rád popĜál hezké prožití svátkĤ vánoþních a hodnČ štČstí, zdraví, pohody a úspČchĤ v roce 2004. Martin ŠĢastný, editor Ústav struktury a mechaniky hornin AV ýR V Holešoviþkách 41 182 09 Praha 8 - LibeĖ tel.: 266 009 262, fax: 26886645, 26880649, e-mail: [email protected] OBSAHY PěEDNÁŠEK JARNÍHO SEMINÁěE Na semináĜi ýeské spoleþnosti pro výzkum a využití jílĤ, který se konal dne 4.6.2003 v zasedací síni ýGÚ, Klárov 3, Praha 1, byly pĜedneseny dva pĜíspČvky, jejichž zkrácené znČní Vám pĜinášíme na tomto místČ. Studium solných krust v pískovcových skalních mČstech PĜi procházkách pískovcovými mČsty ýeské republiky zjistíte, že v ýeském Švýcarsku je solných krust na skalách dost, zatímco v Adršpachu je tČžké solnou krustu objevit. Solné krusty vytváĜejí bílé až tmavČ šedé þi dokonce þerné povlaky o rĤzné tloušĢce. NČkteré jsou tvoĜeny pouze jednotlivými krystalky pĜítomných solí. Naše studium se zamČĜilo na identifikaci minerálních fází

v solných krustách, jejich pĤvod a možné mechanismy jejich vzniku. Podrobným mineralogickým studiem rentgenovou difrakþní analýzou solných krust (mČĜeno v ÚACH v ěeži), které byly odebrány na pĜirozených skalních výchozech (192 vzorkĤ) þi mČstských památkách (Praha, DČþín, Teplá), bylo zjištČno, že složení krust je velmi podobné. Všechny studované krusty obsahovaly sádrovec (pĜíp. bassanit þi anhydrit), dále rĤzné typy kamencĤ - podvojných síranĤ s obsahem hliníku (amonný a draselný kamenec, pĜechodný typ tČchto dvou kamencĤ) a v nČkterých pĜípadech i syngenit. Ve mČstech je mineralogická variabilita velmi nízká – prakticky jsou krusty þistČ sádrovcové (pouze celkem 21 vzorkĤ). Stanovení zdrojĤ solných krust a mechanismĤ jejich vzniku je komplikované. Mechanismus vzniku je závislý na fyzikálnČ-chemických podmínkách systému ve spojení vody a atmosféry. Na krystalizaci minerálĤ mají velký vliv kinetické faktory a dynamické efekty vodního pohybu v pórovém prostĜedí (namáþení/vysušování), které pravdČpodobnČ znatelnČ ovlivĖují relativní stabilitu tČchto minerálĤ tvoĜících se bČhem chemického zvČtrávání. Mezi možné zdroje patĜí jílovito-prachová základní hmota pískovcĤ a také složení atmosférických srážek v jakékoli podobČ (déšĢ, sníh, mlha), které mohou ovlivĖovat pĜímo povrch pískovce a následnČ i složení podzemní vody, která proniká do pórového prostoru z okolního prostĜedí. DešĢové srážky na našem území jsou si chemicky velmi podobné. PĜevládající složkou jsou síranové, vápenaté, amonné a draselné ionty. Statistickým vyhodnocením dat ýeského hydrometeorologického ústavu (2000) bylo zjištČno, že i pĜes malé rozdíly v absolutních þíslech lze vydČlit tĜi regionálnČ odlišné typy dešĢových srážek: I - málo zneþištČné srážky (J a JZ ýechy), II - kyselé s vysokým obsahem síranĤ (S a SZ okraj ýech), III - prašné srážky s nejvyšším podílem polutantĤ (Praha, okolí Prahy a severozápadní ýechy). KromČ hliníku je pĜítomnost všech ostatních 22+ + + komponent formujících krusty (SO4 , Ca , NH4 , K ) v korelaci se složením typické srážkové vody. Skuteþnost, že sádrovec krystalizuje ze srážkové vody, byla potvrzena jednoduchými evaporaþními experimenty. OdpaĜováním srážkové vody pĜi cca 33º C krystalizuje vždy sádrovec a v nČkterých pĜípadech také syngenit, anhydrit, bassanit, halit, nitratin a boussingaultit, což bylo potvrzeno rentgenovou difrakþní analýzou odparku (mČĜeno v ÚACH v ěeži). Pro pĜímou krystalizaci sádrovce z dešĢové vody nepĜímo svČdþí i nejvyšší

korelaþní koeficient obsahĤ Ca a SO4 ve srážkách v porovnání s ostatními kombinacemi kation-anion. Dotace vápníku z atmosféry (resp. ze srážek) by tedy mČla být dostateþná pro vznik síranových solných krust na pískovcích a identifikovaný sádrovec nemusí indikovat pĜítomnost kalcitu nebo vápence; mineralogické složení solných krust je pĜeddefinované chemickým složením srážkové vody a složení horniny je tedy ménČ významné. Sádrovec byl na základČ výpoþtu saturaþních indexĤ (USGS PHREEQC verze 2.61 software, s phreeqc.dat a mineql.dat databází) stanoven za nejperspektivnČjší fázi (jako první krystalická fáze dosahuje rovnováhy a krystalizuje z roztoku), zejména ve srážkách typu III. V prašném mČstském prostĜedí (typ srážek III), kde existují pĜídavné zdroje vápníku (napĜ. omítky), jsou výsledkem tmavé monominerální sádrovcové krusty. Obsah hliníku ve srážkách však není dostateþný pro vznik kamencĤ, ponČvadž ani v jednom odparku srážkové vody nebyly kamence nalezeny. Po simulovaném odpaĜování v modelu PHREEQC bylo zjištČno, že nízká pH pronikajících roztokĤ (pĤvodní pH okolo 4,8) jsou dále snižována vysycháním roztoku (až na pH okolo 0,85) a mohou proto pĜi pomalé evaporaci v pórovém prostoru zpĤsobovat lokální rozpouštČní minerálĤ, a to i tČch stabilních - jílových. Tyto podmínky podporují vývoj Al-SO4 minerálĤ jako typických produktĤ kyselé síranové alterace. PĜi modelovém výpoþtu se bČhem odpaĜování stávají právČ draselné kamence nejperspektivnČjší pro možnou krystalizaci, pokud srovnáme jejich saturaþní indexy s dalšími hlinitými fázemi – platí to však pouze v pĜípadČ prudkého poklesu pH k velmi nízkým hodnotám. V ostatních pĜípadech je perspektivnČjší alunit, který však nebyl v krustách ani v jediném pĜípadČ pozitivnČ identifikován. Krystalizace kamencĤ je tedy závislá na zdrojích hliníku v horninovém prostĜedí. Jejich výskyt je vázán logicky na regiony s nejvyšší aciditou dešĢových vod (typ II, S a SZ okraj ýech), stejnČ jako nejvyšší objemy sádrovce v krustách souvisejí s interakcemi prašných a vápníkem bohatších srážek typu III v mČstském prostĜedí. Byly provedeny silikátové a mineralogické analýzy (stanoveno v ÚSMH v Praze a v ÚACH v ěeži) 8 svrchnokĜídových pískovcĤ. Obsahy kalcitu, K-živcĤ a plagioklasĤ, které se díky vyšší rozpustnosti v kyselém prostĜedí stávají možnými zdroji prvkĤ, jsou velmi nízké a plošnČ kolísají. PerspektivnČjšími lokálními zdroji hliníku se proto jeví obecnČ rozšíĜenČjší jílové minerály v pískovcové matrici, a to i pĜes jejich vyšší stabilitu. Izotopová stanovení síry a kyslíku ve 40 vzorcích 34 krust potvrdila atmosférický pĤvod síranĤ. Hodnoty G S kolísají od 1,3 do 6,1 ‰ CDT, a izotopové složení kyslíku síranĤ v rozmezí hodnot G18O od 5,3 do 8,8 ‰ SMOW. Nikde nebyly nalezeny tak nízké hodnoty G34S, které by odpovídaly pĤvodu krust ze sulfidogenních síranĤ (tzn. vzniklé oxidací sulfidĤ z pískovcové hmoty). ZjištČné hodnoty G18O odpovídají síranĤm, vzniklým buć pĜímým pĤsobením SO2 na vlhký povrch pískovce nebo ukládáním síranu v souvislosti s odpaĜováním srážkových vod obsahujících síran vzniklý oxidací a hydrolýzou SO2 již v atmosféĜe. V souþasnosti probíhají v laboratoĜi Ústavu anorganické chemie, AV ýR v ěeži experimenty se solným zvČtráváním vybraného typu pískovce (ýeské Švýcarsko - Všemily). Pískovcové krychliþky o hranČ 3,4 cm jsou syceny roztoky rĤzných typĤ kamencĤ a sádrovce. Jsou porovnávány evaporaþní rychlosti jednotlivých roztokĤ solí, zkoumána krystalizace v kapiláĜe a stratigrafie solných krust z jejich nábrusĤ.

PodČkování Velký dík patĜí zejména mému konzultantovi Mgr. Davidu Hradilovi, Dr. za podnČtné pĜipomínky, rady a spolupráci, dále Petru Bezdiþkovi a Antonínu PetĜinovi (ÚACH AV ýR, ěež) za zmČĜená XRD spektra a trpČlivost, kterou se mnou mČli pĜi tak velkém souboru vzorkĤ, a RNDr. Karlu Žákovi, CSc. (ýGS, Barrandov) za pomoc pĜi prvních krocích v izotopové geochemii. PodČkování patĜí také oddČlení geofaktorĤ (ÚSMH, AV ýR, Praha), mému školiteli Doc. Mgr. Richardu PĜikrylovi, Dr. (GAUK 211/2002/B-GEO/PĜF: Mechanismy vzniku zvČtrávacích krust hornin v pĜirozeném a zneþištČném prostĜedí) a P.g. Petru Jakešovi, Ph.D. (Výzkumný zámČr MŠMT ýR 113100005: Látkové a energetické toky ve svrchních vrstvách ZemČ) za pomoc a finanþní podporu této práce. Jana Schweigstillová Nerostné složení dnových sedimentĤ v povodí OhĜe a jejich kontaminace Cílem projektu bylo studium nerostného složení sedimentĤ ve vybraných vodních nádržích na Ĝece OhĜi ve vztahu k jejich kontaminaci stopovými prvky a srovnání s nČkterými dalšími nádržemi v tomto regionu. ěíþní sedimenty a hlavnČ dnové sedimenty vodních nádrží poskytují relativnČ dokonalý záznam o zneþištČní bČhem jejich ukládání, a to jednak místními zdroji (prĤmyslové podniky), jednak difuzními zdroji (splachy z celého povodí). PĜi postavení jakéhokoli vodního díla se poruší pĜirozená kĜivka profilu Ĝeky a nastává ukládání sedimentĤ. Dochází k zanášení nádrže, ale nejen to, i k hromadČní toxických prvkĤ vázaných na tyto uloženiny. Dochází tedy k ukládání kontaminovaných sedimentĤ, které mĤžeme považovat neviditelné nebezpeþné skládky odpadĤ, které jsou pĜinášeny z širokého okolí Ĝeky. Za takový pĜíklad Ĝeky byla zvolena Ĝeka OhĜe, která protéká krajinou silnČ postiženou pĤsobením prĤmyslu, tČžební þinností, výrobou elektrické energie v tepelných elektrárnách atd. To vše má negativní dopad na životní prostĜedí celé krajiny a odráží se i v ukládaných sedimentech. Klastické materiály unášené Ĝekami jsou jednak hrubozrnné (štČrky, písky) a jednak jemnozrnné (prachové a jílové þástice). Tyto komponenty jsou heterogenní smČsí amorfního a krystalického materiálu, jehož složení je dáno zdrojovými horninami a procesy, které probíhají bČhem transportu. PĜi studiu kontaminace je tĜeba vylouþit vliv hrubé frakce, která obsahuje minimum škodlivin a srovnávat pouze jemný (jílový) podíl, kde jsou vázány veškeré škodliviny jak na organickou, tak anorganickou složku sedimentu. Jemné uloženiny obsahují pĜevážnČ jílové minerály, které patĜí k nejstabilnČjším minerálĤm silikátového složení ve vodním prostĜedí (Konta, 1984). Z anorganické složky pĜedevším jílové minerály hrají dĤležitou roli v koncentraci prvkĤ (toxických kovĤ). Jejich velký specifický povrch s vysokou koncentrací pozic pro adsorpci je velmi dĤležitý pro sorpci kovĤ a jejich iontovou výmČnu. Pro složení sedimentĤ a tudíž i otázku vazby stopových prvkĤ je rozhodující celkové složení ukládaných sedimentĤ, tzn. jak anorganické, tak organické þásti uloženin. Topografické vymezení, orografie a morfologie Studované území náleží do kraje Karlovarského a kraje Ústeckého na severozápadČ naší republiky. HoropisnČ jde o oblast Krušnohorské soustavy, kterou tvoĜí Krušné hory zaþínající v Lubském sedle u

2

o kV, proud 15 mA, krok goniometru 1 24/min., rozsah o analýzy 3 - 70 24. Vzorky byly studovány jednak na práškových preparátech utĜených v achátové misce na analytickou jemnost (pro stanovení celkového minerálního složení) a jednak pro detailní urþení jílových minerálĤ na orientovaných preparátech. Stanovení stopových prvkĤ bylo provedeno metodou hmotnostní spektrometrie s indukþnČ vázaným plazmatem (ICP - MS Ecochem Praha) a metodou atomové absorpþní spektrometrie (AAS, Povodí OhĜe, Chomutov). Stanovení rtuti bylo provedeno metodou AMA 262. Mezi stanoveními došlo k potĜebné shodČ.

Kynšperka a konþí na patČ Tiských stČn. PohoĜí tvoĜí horský práh vysoký 300-500 m. Krušné hory lze dČlit na pohoĜí Klínovecké, PĜíseþnické a LouþeĖské. Nejvyšším vrcholem je Klínovec s nadmoĜskou výškou 1.244 m.n.m. Dalším pohoĜím je Slavkovský les, dále Tepelská planina. Dále tu navazují sopeþná pohoĜí Doupovské hory a ýeské stĜedohoĜí. Podél krušnohorského zlomu vznikly tĜi podkrušnohorské kotliny, a to Chebská, Sokolovská a Mostecká. Geologické vymezení Krušnohorská oblast náleží tzv. saxothuringiku a z hlediska strukturních pásem patĜí ke smrþinsko-krušnohorskému antiklinoriu, které je na severu lemováno vogtlandsko-saským synklinoriem a na jihu depresní zónou oznaþovanou jako ohárecké synklinorium. Hranici se stĜedoþeskou oblastí tvoĜí na JV hlubinný litomČĜický zlom, jehož povrchové projevy pĜi hranici obou oblastí jsou složité svou formou a litofaciálním vývojem sedimentárních formací a výskyty vulkanitĤ tercierního stáĜí. OhĜe tak protéká horninami od nejstarších až po kvartérní uloženiny. Povodí horního toku OhĜe (k vodní nádrži Nechranice) tvoĜí z 61 % vyvĜeliny a krystalinikum (žuly, granitoidy, gabra, ruly, svory), které jsou zdrojem pĜedevším pro kaolinit a illit, z 25 % epizonálnČ metamorfované a nemetamorfované paleo-zoikum (fylity, jílové bĜidlice, kĜemence, vápence apod.), které jsou zdrojem pro chlorit a illit, z 13 % terciérní sedimenty podkrušnohorských pánví (jíly, prachovce, jílovce, písky, pískovce), které jsou zdrojem kaolinitu, illitu, ale i minerálĤ ze skupiny smektitu a koneþnČ 9 % tercierní vulkanity (þediþové horniny a jejich pyroklastika), které jsou hlavním zdrojem minerálĤ ze skupiny smektitu. V závČru toku je OhĜe zaĜíznuta v sedimentech kĜídy, které uloženiny nabohacují vedle jílových minerálĤ karbonáty.

OdbČr vzorkĤ Vzorky byly odebírány vČtšinou z loćky sondou, vyrobenou v Ústavu struktury a mechaniky hornin AV ýR, o výši 30 cm, kdy výbČr se provádí spouštČním na lanČ z loćky v pĜíþném profilu nČkolika cm a umožĖuje získat vzorek sedimentu. NČkteré vzorky byly odebrány poblíž bĜehĤ pĜi nízkém stavu vody v nádrži. Místa odbČru byla stanovena tak, aby bylo možné studovat pĜípadné vlivy stupnČ kontaminace vzhledem ke geomorfologickému tvaru dna, hydrologickému roku a zdrojĤm zneþištČní dnových sedimentĤ. Každý odbČr je zamČĜen polohovČ (GPS) pro pĜípadné opakování odbČru. Pro doplnČní a lepší orientaci pĜi postupu kontaminace byly vzorky dále odebírány podél toku OhĜe, a to v místech nad jezy apod., kde se akumulují jemné sedimenty. Mimoto byly odebrány vzorky i ze sedimentĤ pĜítokĤ. Výsledky výzkumu Nerostné složení sedimentárních výplní nádrží

Hydrologické pomČry ěeka OhĜe je tĜetí nejvČtší Ĝekou u nás. Je dlouhá 2 302,2 km, s plochou povodí 5614 km . Spád OhĜe je pouze 590 m. Sklon se rovná 1,96 %. PĜi ústí má OhĜe prĤmČrný prĤtok 37,9 m3/vt a prĤmČrný specifický odtok 2 6,72 l/vt/km . OhĜe pramení mimo naše státní území v Bavorsku pod SnČžníkem ve Smrþinách. Tektonické linie, které vČtšinou tok Ĝeky sleduje, zpĤsobují, že jeho pĜítoky jsou vČtšinou jednostranné. Jsou to krátké pĜítoky zleva, z Krušných hor. Nejdelším pĜítokem na bavorské stranČ je zprava Reslava, pramenící též ve Smrþinách, na našem území Odrava, která pramení na jižní, bavorské stranČ DylenČ. Zleva jsou to þetné krátké pĜítoky, z nichž nejvČtší je Plesná a Libocký potok (Libice), pĜitékající také z þeské þásti Smrþin. PĜíznivých hydrologických pomČrĤ na OdravČ se využilo k vybudování nádrže Jesenice, která zásobuje vodou závody v Tisové u Sokolova. U Sokolova pĜijímá OhĜe zleva Svatavu s Rotavou (dlouhou 40 km), která pramení na nČmecké stranČ Krušných hor. U Karlových VarĤ se údolí rozšiĜuje. PĜed Karlovými Vary pĜijímá zleva nejprve Rolavu, dlouhou 31,9 km, ve mČstČ zprava Teplou a za mČstem další pĜítok zleva BystĜici. 2 Teplá (povodí 408 km ) je jediným vČtším pĜítokem OhĜe. Nad Žatcem pĜijímá zprava pĜítok Liboc (Hlinec, dlouhý 43,8 km) s Leskovským potokem. Druhým pravostranným pĜítokem z Doupovských hor je potok Blšanka, dlouhý 48,8 km. Posledním z krušnohorských pĜítokĤ OhĜe je kromČ Hutné Ĝíþka Chomutovka, dlouhá 49 km.

Na základČ rentgenové difrakce bylo zjištČno, že na celkovém minerálním složení se podílí pĜedevším tato minerální asociace: kĜemen, jílové minerály, plagioklas, K-živec a v menší míĜe další minerály jako amfibol, kalcit, lepidokrokit apod. Toto nerostné složení sedimentĤ jednotlivých pĜehradních nádrží se v podstatČ kvalitativnČ neliší, neboĢ mají do jisté míry shodný zdrojový materiál, který pochází pĜedevším z krystalinických hornin. Dalším dĤležitým faktorem urþité homogenity minerálĤ je proces transportu materiálu tokem Ĝeky, kdy ménČ stabilní minerály se rozpadají a zĤstávají ty více stabilní (kĜemen a fylosilikáty) (Konta, 1984). Složení anorganického materiálu v þeských Ĝekách je velmi podobné (Konta, 1991). Rozdíly mezi složením horninových typĤ v oblastech drenážovaných povodí Ĝek nemají podstatný vliv na pomČry mezi prvky vázanými v nejjemnČjším silikátovém materiálu. Sluneþní energie a klima ovlivĖující zvČtrávací pochody a homogenizaþní pĤsobení vodních proudĤ na opakovanČ usazovaný a erodovaný materiál podstatnČ zahlazují geochemické rozdíly mezi erodovaným, transportovaným a v Ĝekách dispergovaným materiálem. V lutitové frakci byly studovány jílové minerály. Bylo zjištČno, že pĜevládají kaolinit a illit, dále se vyskytuje chlorit a minerály ze skupiny smektitĤ, popĜ. smíšená struktura illit-smektit. Zdrojem kaolinitu jsou zvČtralé þásti granitĤ karlovarského plutonu, stejnČ jako illitu. Smektit nebo smíšená struktura byly idetifikovány pĜedevším v pĜítocích OhĜe, které drenážují tercierní vulkanické horniny. PĜímo v sedimentech OhĜe je pĜímČs tČchto minerálĤ malá, neboĢ jsou rozĜedČny sedimenty pĜinášenými hlavním tokem.

Metodika K urþení nerostného složení dnových sedimentĤ bylo použito rentgenové difrakce na pĜístroji PHILIPS PW 7310 za následujících podmínek. CuKD záĜení, napČtí 35

Geochemie sedimentĤ Sledované území je geochemicky pestré. Volatilní prvky a prvky svázané s vulkanickou þinností byly zabudovány pĜi svých geochemických cyklech i do

3

(hornická þinnost) a jednak z emisního spadu v dobČ pĜed odsíĜením tepelných elektráren v této oblasti. Nové analýzy ukázaly podstatné snížení obsahĤ As a naopak došlo k zvýšení obsahĤ Pb.

vznikajících terciérních sedimentĤ. Zpracování surovin i staré hornické práce pĜispívají ke zvýšeným obsahĤm prvkĤ v dnových sedimentech. Mimoto znaþná koncentrace prĤmyslu (pĜedevším tepelné elektrárny) silnČ ovlivnila obsahy stopových prvkĤ. PĜi sledování byly zjištČny rozdíly mezi dnovými sedimenty velkých nádrží a mezi pĜítokovými menšími povodími jako jsou Jirkov, PĜíseþnice, Jesenice, Stanovice, které jsou zneþištČny podstatnČ ménČ než tok Ĝeky OhĜe. Dále byly pozorovány rozdíly v nádržích postupnČ situovaných po proudu Ĝeky OhĜe, tzn. Skalka - KadaĖ - Nechranice. Majoritní prvky (Fe, Ti, Mn) dnových sedimentĤ ve všech sledovaných nádržích vykazují koncentrace blízké prĤmČrnému složení zemské kĤry (Fe 0,92x, Ti 0,94x, Mn 1,62x) To ukazuje na pestrost horninového složení pĜinášeného materiálu. Ze stopových prvkĤ mají tuto tendenci pouze Cr a Ni. Ostatní vykazují nápadnou odlišnost, pĜedevším v užitkových nádržích níže položených (KadaĖ, Nechranice). Obsahy stopových prvkĤ jsou uvedeny v jednotlivých tabulkách promítaných v pĜednášce. Vedle zjištČní obsahĤ stopových prvkĤ byly vypoþteny koeficienty nabohacení vztažené na prĤmČrné obsahy prvkĤ v pĜehradních nádržích na Ĝekách ýeské republiky a dále ve vztahu k prĤmČrnému obsahu v jílových sedimentech. V závČru projektu byly odebrány opakovanČ vzorky z nádrže Nechranice zamČĜené GPS, což umožnilo opakovaný odbČr ze stejných míst. Z analýz vzorkĤ vyplynulo, že nerostné složení vzorkĤ se nezmČnilo. Rozdíly však byly zjištČny v jejich kontaminaci. Rozdíly v obsahu jsou markantní pĜedevším u As, kde hodnoty poklesly až 10x, ale naopak se zvýšila kontaminace olovem a beryliem a to v desítkách ppm. Arsen je velmi pohyblivý prvek a jeho hlavní zdroj, tepelné elektrárny, byly odsíĜeny. Naopak Pb pĜibývá pĜedevším zvýšenou autodopravou.

Literatura Konta J. (1984): A new way to express the relative stability of silicates during weathering in aquaceous th environment. - Sbor. 9 Conf. on Clay Min. and Petrol., Zvolen 1982, 11-22. Konta J. (1991): Geochemistry of suspended matter and clay fraction of muds in rivers of Bohemia and Moravia (Czechoslovakia). - Acta Univ. Carol., Geol., 1-2, 1-37. Micheev V. I. (1957): Rentgenometriþeskij opredelitel mineralov. - Nedra Moskva, pp. 868. Mineral Powder Diffraction File - Data Book (JCPDS 1980) Martin ŠĢastný, Vladimír Šrein PODZIMNÍ SEMINÁě ýeská spoleþnost pro výzkum a využití jílĤ poĜádá ve spolupráci s ýeskou geologickou službou odborný semináĜ, a to dne 4. 12. 2003 (þtvrtek) v 10,30 hod. ve velké zasedací síni ýGS, Klárov 3, Praha 1. Program semináĜe: 1) RNDr. Miroslav Pospíšil, PhD (Matematicko fyzikální fakulta UK, katedra chemické fyziky a optiky): Struktura a vlastnosti montmorillonitu interkalovaného rĤznými typy organických molekul s využitím molekulárních simulací. 2) RNDr. František Eichler (Liberec): Stanovení kvalitativního a kvantitativního složení jílĤ a pĤd rentgenovou práškovou difrakþní analýzou

ZávČr Bylo zjištČno, že na nerostném složení sedimentĤ Ĝeky OhĜe a jejích vodních nádržích se podílí pĜedevším kĜemen, jílové minerály, vápenaté a draselné živce a v menší míĜe další minerály jako amfibol, kalcit, lepidokrokit apod. Toto nerostné složení je na všech studovaných lokalitách obdobné, neboĢ sedimenty mají transportem zpracovaná a dĤkladnČ promísený zdrojový materiál. DĤležitým faktorem je zejména homogenizace materiálu bČhem transportu, kdy dochází postupnČ k rozpadu ménČ stabilních minerálĤ a zĤstávají ty nejstabilnČjší, hlavnČ kĜemen a fylosilikáty. Jílové minerály jsou zastoupeny kaolinitem a illitem, ménČ pak chloritem a smektitem þi smíšenou strukturou illit-smektit. Minerály smektitové skupiny se objevují hlavnČ na pĜítocích z oblasti neovulkanitĤ Doupovských hor. PĜi sledování kontaminace sedimentĤ stopovými prvky byly zjištČny pozorovatelné rozdíly mezi dnovými sedimenty v nádržích stĜedního toku OhĜe (KadaĖ, Nechranice) a pĜítokovými nádržemi (Skalka, Jesenice, Stanovice) a srovnávacími nádržemi (Jirkov, PĜíseþnice). Hodnoty zneþištČní narĤstají v sedimentech nádrží tak, jak jsou situovány postupnČ po proudu Ĝeky a nejvČtší kontaminace byly zjištČny v nádržích KadaĖ a Nechranice. NejvážnČjšími kontaminanty sedimentĤ v nádržích jsou arsen, dále stĜíbro, kadmium, rtuĢ, berylium, olovo a zinek. Nejvyšších hodnot je dosaženo u As až 400 ppm (medián pro pĜehrady je 96 ppm), dále u Zn až 1000 ppm (315 ppm), Cd až 5 ppm (1,9 ppm), Hg až 1,1 ppm a 4,7 ppm v nádrži Skalka (0,3 ppm). PĤvod zneþištČní sedimentĤ lze hledat jednak z vodoteþí Krušných hor

3) RNDr.Karel Melka, CSc. (Geologický ústav AV ýR): Informace o konferenci EUROCLAY 2003 TRANSMISE ZÁSADNÍ LITERATURY (XV) Tato rubrika podává informace o nČkterých originálních pracích ve svČtové argilologii, jejichž výsledky mají zásadní význam nebo jsou pozoruhodné pro naše národní hospodáĜství. Zde nabízené transmise by mČly pĜedevším pomoci obohatit þeskou kulturu v tak dĤležité vČdní disciplínČ, jakou argilologie ve všech vyspČlých zemích již delší dobu je. Redakce Informátora vítá podobné transmise jak o jílových minerálech a jejich akumulacích, tak o zeolitech. Text je tĜeba zaslat editorovi vždy do uzávČrky þísla Informátora (do 20. IV. a do 20. X.) na disketČ a v úpravČ podle 20. þísla našeho informaþního zpravodaje. Tsomaia N., Brantley S.L., Hamilton J.P., Pantano C.G., Mueller K.T. (2003): NMR evidence for formation of octahedral and tetrahedral Al and repolymerization of the Si network during dissolution of aluminosilicate glass and crystal. – American Mineralogist, 88: 54-67. Strukturní mechanismus rozpouštČní živcĤ bČhem zvČtrávání, nejbČžnČjších minerálĤ zemské kĤry, není stále dostateþnČ znám. K jeho novému studiu zvolili autoĜi z Výzkumného ústavu materiálĤ (Materials Research Institute) na Pennsylvánské UniverzitČ v mČstČ University Park, USA, pČt sodných aluminosilikátových skel Ĝady Na2O:xAl2O3:(3-x)SiO2 a Na2O:Al2O3:ySiO2. RozpouštČní probíhalo pĜi pH 2 za laboratorních

4

Kröhn K.-P. (2003): New conceptual models for the resaturation of bentonite. – Applied Clay Science, 23: 25-33.

teplotních podmínek až po dobu 1000 hodin. Nukleární magnetická rezonanþní (NMR) spektroskopie ukázala totožnost jejich aluminátového a silikátového podílu v atakovaných povrchových vrstviþkách a stejných produktĤ na povrchu krystalu albitu rozpouštČného za stejných podmínek v kyselém vodném prostĜedí. Spektra 29 Si a 27Al magickoúhlové spinové (MAS) nukleární magnetické rezonance pĜispČly k poznání celkové struktury zbylého rezidua v rozpuštČném povrchu vzorkĤ. KĜížová polarizace (CP = cross polarisation) atomĤ vodíku, pĜítomných pouze v povrchových vrstviþkách produktu rozkladu, poskytla další informaci o strukturním stavu nových produktĤ. Hliník na povrchu rozpouštČného VI albitu i skel se dostává do oktaedrické koordinace (Al ) obklopen kyslíky (hydroxyly?). TémČĜ všechen hliník v reziduu tenké rozpouštČné vrstviþky skel a albitu je tedy rychle oktaedricky koordinován, podobnČ jako je tomu u Al v roztoku. Hlavním novým poznatkem je fakt, že hydrolýza tČchto skel a albitu vede ihned ke zmČnČ koordinace AlIV ĺ AlVI a k pĜíslušné zmČnČ kyslíkového obalu hliníku (ze 4 na 6). V kysele rozpouštČných površích pak již s þasem (aging of surfaces) nedochází VI k tvorbČ Al po jednou prošlé hydrolýze. Pomocí CPMAS 27 metody Al ĺ 29Si a dat MAS nukleární magnetické rezonance byly zjištČny nejen strukturní a chemické zmČny v povrchových vrstviþkách skel a albitu (nČkolik tabulek s þísly), ale také poþáteþní repolimerizace nové stavby SiO4 tetraedrĤ v kyselém prostĜedí. [Poznámka: AutoĜi se nezmiĖují o pĜednostní polymerizaci Al(OH)3, která je bČhem pokraþujících zmČn prostĜedí v tomto systému pokládána za základ tvorby vČtšiny dioktaedrických jílových minerálĤ.] JiĜí Konta

Bentonit je významným materiálem ve všech projektech zamČĜených na budování podzemních úložišĢ radioaktivního odpadu. Zde má sloužit jako pufr (nárazníkový, tlumicí materiál) v prostoru kolem nádob s nebezpeþným odpadem a souþasnČ jako tČsnicí materiál do vrtných prĤzkumných otvorĤ a okolních razných štol. Jedním z hlavních požadavkĤ na tČsnicí bentonit je redukovat tok vody z okolních hornin a zabránit jejímu možnému kontaktu s nádobami, v nichž je skladován nebezpeþný odpad, a to tak dlouho, jak je to jen možné nebo spíše nutné. Znovunasycení (resaturace) pĤvodnČ atmosféricky suchého bentonitu vodou mĤže probíhat jako velmi složitý dČj, ovlivnČný hydraulickými, mechanickými, termickými a chemickými procesy. Tyto procesy jsou spojeny se Ĝadou pomocných promČnných a stavových rovnic. NČkteré z nich jsou výraznČ nelineární a nČkteré nejsou dodnes dostateþnČ objasnČny. Vezmeme-li však jednoduchý pĜípad jednorozmČrné, izotermální resaturace za atmosférického tlaku, pak absorpce þi vsakování kapalné vody lze popsat aplikací Fickova zákona, v nČmž platí konstantní koeficient „difúze“. Jsou navrženy dva pojmové modely: a) advekþní model a b) model pro difúzi páry. Oba jsou alternativní volbou empirického pĜístupu. VysvČtlují sorpci buć kapalné vody, nebo vodní páry tĜemi základními procesy: 1) Darcyho tokem, 2) binární (dvojí) plynnou difúzí a 3) hydratací. Všechny vyžadují þíselné parametry, uvedené v publikované tabulce. Práce obsahuje vyobrazení a vysvČtlení: struktury montmorillonitu a bentonitu dle mČĜítek od atomárního k mikrostrukturnímu až k makrostrukturním zrnĤm v pĜírodním a práškovém bentonitu; vlivy hydrataþní rychlosti na rozmístČní vody v bentonitu; propustnost bentonitu jako funkce hustoty bentonitu za sucha; modelové výsledky a mČĜení bČhem resaturace bentonitu MX-80; resaturace bentonitu vodní parou. [Poznámka: V práci nedefinovaný termín „advekþní model“ platí pro stav, kdy promČnlivá difúze se pĜekrývá se souþasným tokem a tedy i s rychlostí pohybu pórové kapaliny.] JiĜí Konta

V roce 2002, ve dnech 15.-17. Ĝíjna, se konala pracovní konference v Lundu ve Švédsku na téma „Mikrostruktura jílĤ“ (CLAY MICROSTRUCTURE). PĜednášky z ní byly uveĜejnČny v Applied Clay Science, vol. 23, v srpnovém svazku (issues) 1-4, 2003 (Elsevier) v Amsterodamu. Z první sekce nazvané „Microstructural Features Controlling Water, Colloid and Gas Transport and Ion Diffusion Through Dense Clays“ (Vliv mikrostrukturních znakĤ na transport vody, koloidĤ, plynu a iontová difúze ve zhutnČných jílech) bylo uveĜejnČno 9 pĜednášek. Z druhé sekce „Microstructural Impact on the Bulk Physical Properties of Clay Materials with Different Clay Minerals“ (Vliv mikrostruktury na objemové fyzikální vlastnosti jílových materiálĤ složených z rĤzných jílových minerálĤ) bylo uveĜejnČno 8 pĜednášek. Z tĜetí sekce „Microstructural Changes and Resulting Alteration of the Isolating Properties of Buffers and Backfills by Hydrothermal and Radiation Impact“ (ZmČny v mikrostruktuĜe a výsledná pĜemČna izolaþních vlastností pufrĤ a izolaþních stČn hydrotermálním a radiaþním pĤsobením) je tu 10 pĜednášek. Pro omezený stránkový rozsah Informátora uvedu jen tĜi z nČkolika prvních þlánkĤ v obvyklém abstraktovém rozsahu. Poskytují informace širšího významu o užití jílĤ do izolaþních bariér. Pak již jen citaþnČ pĜedstavím alespoĖ nČkolik prvních þlánkĤ z dalších dvou sekcí, aby odborníci v ýeské republice zabývající se problematikou izolaþních jílových bariér nebezpeþných skládek a podzemních úložišĢ radioaktivních odpadĤ mČli pĜedstavu o náplni a pracovním duchu odborné konference, jejíž pĜínos je v souþasné dobČ velmi vítán nejen teoretiky, ale také odborníky v inženýrské praxi.

Pusch R., Weston R. (2003): Microstructural stability controls the hydraulic conductivity of smectitic buffer clay. – Applied Clay Science, 23: 35-41. Hydraulická vodivost smektitových pufrových jílĤ je dána objemem a spojitostí propustných þástí mikrostruktury, tj. mČkkých a stĜednČ hutných jílových gelĤ. Objemová vodivost, vypoþítaná užitím mikrostrukturních parametrĤ, je v souladu s experimentálními daty s výjimkou hodnot v pĜípadČ mČkkého Ca-bentonitu, který je podstatnČ ménČ propustný, než jak to vyplynulo z výpoþtĤ. AutoĜi to vysvČtlují tím, že mikrostrukturní stabilita nejmČkþích þástí Ca-bentonitu je slabá, což vede k erozi, odnosu a akumulaci þástic, které ucpou póry a zmenšují vodivost. PĜítomnost mČkkých þástí je pĜíþinou toho, že voda za pomČrnČ vysokého tlaku mĤže proniknout do hloubky nČkolika centimetrĤ v þásteþnČ vodou nasyceném jílu a že plyn si proráží snadno cestu vytvoĜenými kanály ve vodou nasyceném jílu. Obrázky znázorĖují: 3 mikrostrukturu MX-80 bentonitu o hustotČ 1800 kg/m v TEM mikroskopu; geometrii mikrostrukturních parametrĤ užitých pĜi výpoþtech; systém prvkĤ o rĤzné

5

Citace prvních tĜí originálních pĜíspČvkĤ ze sekce 2:

hydraulické vodivosti poþítané v jednom smČru; rozptyl drobných prostorĤ, prázdných nebo vyplnČných mČkkým jílovým gelem v krychlových prvcích jílu o velikosti hrany 30 µm pĜi rĤzných objemových hustotách: 1300, 1600, 1800 a 2000 kg/m3; síĢ kanálĤ prostorovČ zmapovaných jako krychlová mĜížka, v níž se kanály protínají v šestiramenném uzlu; výpoþet dvojrozmČrného toku 2 jílovou plochou 30 x 30 µm smektitového agregátu o 3 hustotČ 1600 kg/m ; zmČna v hydraulické vodivosti po vratném toku pĜi prosakování roztoku 3,5 % CaCl2 smektitovým jílem o hustotČ 1800 kg/m3 pĜi hydraulickém gradientu 30. JiĜí Konta

Liu J., Kozaki T., Horiuchi Y. Sato S. (2003): Microstructure of montmorillonite/silica sand mixture and its effects on the diffusion of strontium ions. – Applied Clay Science, 23: 89-95. Stewart D.I., Studds P.G., Cousens T.W. (2003): The factors controlling the engineering properties of bentonite-enhanced sand. – Applied Clay Science, 23: 97-110. Engelhardt I., Finsterle S. (2003): Thermal-hydraulic experiments with bentonite/crushed rock mixtures and estimation of effective parameters by inverse modeling. – Applied Clay Science, 23: 111-120.

Wold S., Eriksen T.E. (2003): Diffusion of lignosulfonate colloids in compacted bentonite. Applied Clay Science, 23: 43-50.

Citace prvních tĜí originálních pĜíspČvkĤ ze sekce 3: Fukue M., Sato Y., Yamashita M., Yanai M., Fujimori Y. (2003): Change in microstructure of soils due to natural mineralization. – Applied Clay Science, 23: 169177.

Koloidní humusová kyselina je známým silným komplexotvorným þinidlem pro radionuklidy. Jestliže se dostane do bentonitové bariéry na úložišti vyhoĜelého radioaktivního paliva, pak mĤže dojít ke zmČnČ difuzivity (= potenciální rychlost difúze) radionuklidĤ v bentonitu. Difuzivita radionuklidĤ vázaných do komplexĤ s humusovou kyselinou se podĜizuje difuzivitČ organického koloidu. Radionuklidy, které mohly být silnČ sorbovány bentonitem, se tak dostávají do pohybu prostĜednictvím organického koloidu a usnadní se jejich pronikání do biosféry. AutoĜi studovali difuzivní vlastnosti lignosulfonátových (LS) koloidĤ, rozpuštČných v 0,01 a 0,1 M NaClO4 a rozptýlených v bentonitu o hustotách v suchém stavu: 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,5 a 1,8 g/cm3. Lignosulfonát sloužil jako modelová substance pro humusovou kyselinu. Nezávisle na iontové síle (koncentraci) a na hustotČ bentonitu za sucha byly zmČĜeny zdánlivé difuzivity ĜádovČ v hodnotách 10-8 cm2/s. PomČry skuteþná difuzivita/zdánlivá difuzivita jsou ve shodČ s pórovitostmi zkoušených vzorkĤ bentonitu. Difúzí pronikající koloidy nebyly brzdČny odstranČním iontĤ nebo vlivy filtrace. Experimentální výsledky svČdþí o tom, že LS difunduje bentonitem jako malé koloidní þástice „bez elektrického náboje“. Zdá se, že iontová síla NaClO4 v koncentraci • 0,01 M poskytuje dostatek iontĤ chránících koloidy na jejich elektricky nenasycených místech a koloidy se mohou svinovat do menších þástic. JiĜí Konta

Yong R.N., Mulligan C.N. (2003): The impact of clay microstructural features on the natural attenuation of contaminants. – Applied Clay Science, 23: 179-186. Sjöblom R., Bjurström H., Pusch R. (2003): Feasibility of compacted bentonite barriers in geological disposal of mercury-containing waste. – Applied Clay Science, 23: 187-193. Tato struþná informace je jedním z dalších pĜíspČvkĤ poukazujících na složitost a experimentální nároþnost pĜi poznávání procesĤ a reakcí probíhajících v jílových bariérách nebezpeþných odpadĤ. Pracovníci odpovČdní za projekty a inženýrské stavby jílových bariér nebezpeþných odpadĤ jistČ bedlivČ sledují svČtovou literaturu pĜinášející neocenitelné poznatky o velkém poþtu faktorĤ majících vliv na kvalitu a dlouhodobou stabilitu jílových bariér. JiĜí Konta XVII. KONFERENCE O JÍLOVÉ MINERALOGII A PETROLOGII 13.-17. záĜí, 2004 PĜírodovČdecká fakulta Univerzity Karlovy, Albertov 6, 128 43 Praha 2 ZÁKLADNÍ INFORMACE ýeská spoleþnost pro výzkum a využití jílĤ Vás zve na svou XVII. konferenci o jílové mineralogii a petrologii v Praze. Organizátory tohoto setkání jsou ýSVVJ a ÚSMH AV ýR Praha. Spolupracovat budou i další významné organizace a instituce ýeské republiky.

Další, již jen citaþnČ zachycené þlánky ze sekce 1: Sato H., Suzuki S. (2003): Fundamental study on the effect of an orientation of clay particles on diffusion pathway in compacted bentonite. – Applied Clay Science, 23: 51-60.

ODBORNÁ NÁPLĕ KONFERENCE Jílové minerály a jílové suroviny v teoretickém a aplikovaném výzkumu se zamČĜením zejména na JÍLOVÉ SORBENTY a JÍLOVÉ BARIÉRY (pro užití v rĤzných odvČtvích prĤmyslu, ekologii, zvl. pro ochranu prostĜedí sídlišĢ a v zemČdČlství).

Pusch R., Yong R. (2003): Water saturation and retention of hydrophilic clay buffer – microstructural aspects. – Applied Clay Science, 23: 61-68. Molera M., Eriksen T., Jansson M. (2003): Anion diffusion pathways in bentonite clay compacted to different dry densities. – Applied Clay Science, 23: 6976.

ORGANIZACE 13.-14. záĜí, 2004: Zahájení konference a dvoudenní semináĜ vČnovaný teorii sorbentových a tČsnicích jílĤ.

Jansson M., Eriksen T.E., Wold S. (2003): LOT – in situ diffusion experiments using radioactive tracers. – Applied Clay Science, 23: 77-85. [VysvČtlivka: LOT znaþí Long Term Test of Buffer Material = Dlouhodobé experimentální zkoušky pufrového bentonitového materiálu v Äspö Hard Rock Laboratory ve Švédsku po dobu jednoho roku, pČti let a nad 5 let.]

1. den – PĜednášky (organizované ýSVVJ): A1. Interakce jílové minerály-voda. Význam elektrostatické teorie pro hranici jílový minerál-voda. A2. Vodní film a pórová voda v jílech.

6

A3. Bobtnání jílĤ. A4. Transport chemikálií v pórech. Úþinné izolaþní bariéry. A5. Modifikované jíly jako tČsnicí materiály. A6. Expandující fylosilikáty s organickými kationty a jejich užití jako selektivní hydrofobní sorbenty. A7. Souþasný stav výzkumu krystalových struktur a krystalové chemie jílových minerálĤ: teorie pro potĜeby praxe. PĜednášky A1 až A7 budou v þeštinČ. ýeští úþastníci obdrží text vytištČný v þeštinČ, zahraniþní úþastníci obdrží xeroxové kopie pĜednášek v angliþtinČ, þímž bude zajištČna diskuse všech úþastníkĤ.

PĜedbČžnČ se poþítá s konferenþním poplatkem cca. 2500 Kþ pro þeské a slovenské úþastníky. Ubytování je možné mít v hotelu, penzionu nebo ve studentské koleji. CÍL KONFERENCE XVII. konference si klade za cíl: a) poskytnout základní a nejnovČjší informace o zvoleném tématu semináĜe a stimulovat odborníky z teoretických oborĤ a praxe k dalšímu výzkumu a k efektivnČjšímu využití jílových surovin jako sorbentĤ a tČsnicích jílových materiálĤ; b) rozšíĜit znalosti o souþasném výzkumu v argilologii. Martin ŠĢastný

2. den – PĜednášky: Originální pĜíspČvky na téma „JÍLOVÉ SORBENTY A JÍLOVÉ BARIÉRY“ (15-20 minutové pĜednášky) pĜihlášené do konference a pouze v angliþtinČ.

EUROCLAY 2003 Desátá konference Asociace evropských jílových skupin se konala ve dnech 22. - 26.þervna 2003 v italské ModenČ. V souþasné dobČ ECGA (European Clay Groups Association) sdružuje pracovníky v oboru z následujících státĤ: Alžírska, Belgie, Bulharska, velké Británie a Irska, Chorvatska, ýeské republiky, Holandska, NČmecka, Rakouska a Švýcarska, Francie, Itálie, Maćarska, Izraele, Kazachstanu, Nordických státĤ, Polska, Portugalska, Rumunska, Ruska, ŠpanČlska, Slovenska, Turecka a Ukrajiny. Jmenované státy mají své jílové skupiny registrované v Evropské asociaci.

15. záĜí, 2004: EXKURZE následované odbornou diskusí o chemických a fyzikálních zmČnách kamenĤ: 1) 9.00-11.30 Geologicko-ekologická exkurze po Praze (pČšky): ZvČtrávání kamenĤ na stavbách a sochách v historickém jádru Prahy vþetnČ antropologických vlivĤ. ObČd: 11.45-13.15 h. 2) Geologická exkurze (autobusem, 13.30-17.00 h.) do lomu v PĜední KopaninČ západnČ od Prahy s prohlídkou “zlaté opuky” (slínitý silicit až kĜemiþitý slínovec), která je nejznámČjším kamenem používaným stĜedovČkými staviteli a sochaĜi hlavnČ v 9.-15. století v Praze a ýeských zemích. 16.-17. záĜí, 2004: PĜednáškové (15 až 20 minut) a posterové sekce s originálními pĜíspČvky úþastníkĤ konference na jakékoliv argilologické téma, napĜ. Metody Vývoj od zvČtrávání k epigenezi a hydrotermální pĜemČny Jílové suroviny Modifikované jílové minerály Jílové minerály v pĤdách Teoretická a aplikovaná argilologie v jakékoliv výzkumné oblasti vþetnČ aplikací. Jazyky Angliþtina (avšak 1. den semináĜe budou pĜednášky v þeštinČ).

Historická budova University v ModenČ Letošní setkání bylo organizováno Italskou jílovou skupinou. Hostitelem byla Univerzita v ModenČ, jejíž studijní poþátky sahají do 12. století. registrace a pĜivítací setkání se konalo ve starobylé univerzitní budovČ ve stĜedu mČsta. Slavnostní zahájení bylo urþeno do vévodského paláce, dnes vojenské akademie. Palác byl po dvČ století rezindencí EsterovcĤ. Vojenská akademie, jež má rovnČž svoji dlouhou a slavnou historii se svými poþátky v 17. století, školí budoucí dĤstojníky pro italskou armádu. Mezi vrcholná díla románského stavitelství v Itálii patĜí modenská katedrála, jejíž základy se datují z konce 11. století a která nese nČkteré gotické prvky z doby o 200 let pozdČji. Obraz této stavby zdobil vČtšinu konferenþních materiálĤ. Vlastní prezentace pĜíspČvkĤ a veškerý konferenþní provoz byl soustĜedČn do modernČ vybudovaného univerzitního stĜediska na okraji mČsta. Organizaþnímu komitétu tohoto mezinárodního setkání pĜedsedala Prof. Maria Franca Brigatti. jeho sekretáĜem byl Prof. Luciano Poppi.

ýASOVÉ TERMÍNY Do 30. listopadu 2003: Do tohoto data je tĜeba vrátit vyplnČnou pĜihlášku s názvem Vašeho pĜíspČvku do pĜednáškové nebo posterové þásti konference. Po 1. bĜeznu 2004: Rozesílání druhého cirkuláĜe. 30. duben 2004: Nejzazší datum pro pĜíjem abstraktu v angliþtinČ (ne delší než jedna strana). ýerven, 2004: Rozesílání tĜetího cirkuláĜe. PUBLIKACE Všichni registrovaní úþastníci konference obdrží knihu abstraktĤ pĜi prezentaci na konferenci. Vybrané pĜíspČvky budou uveĜejnČny v plném znČní ve sborníku (vyjde po konferenci). Rukopisy jen v angliþtinČ je tĜeba odevzdat bČhem konference. Úprava abstraktĤ a rukopisĤ pĜednášek bude oznámena ve 2. cirkuláĜi. PěIHLÁŠKA A UBYTOVÁNÍ Konferenþní poplatek bude oznámen v druhém cirkuláĜi a zde budou také uvedeny ceny za ubytování.

7

Dr. George Christidis (ěecko) a v roce 2003 Miroslav Pospíšil (ýeská republika). Konferenþní pĜíspČvky byly rozdČleny do následujících sekcí: x Krystalová chemie, struktura a mikrostruktura jílových minerálĤ a slíd x Struktura, mikrostruktura a geneze interstratifikovaných jílĤ x Povrchové vlastnosti, modifikace a katalýza x Keramika a moderní aspekty prĤmyslových aplikací x Podmínky ukládání jílĤ, sedimentologie a diageneze, geologie a geomorfologie x Jíly ve vulkanických podmínkách x PĜírodní zeolity, vlastnosti a využití x Nové výzkumné techniky x Jíly a pĤda x Jíly a ekosystém, odstraĖování kovĤ a toxických látek x Vyuþování jílové mineralogie, jíly a kulturní dČdictví x Koloidy, oxidy, hydroxidy, aniontové jíly x Jíly: geotechnické a prĤmyslové aplikace x Jílové minerály a zemské procesy x Jílové minerály a biologie Karel Melka CENA „GIOVANNI NOVELLI“ 2003 - Dr. MIROSLAV POSPÍŠIL, PhD. RNDr. Miroslav Pospíšil, PhD., þlen naší ýeské spoleþnosti pro výzkum a využití jílĤ, byl poctČn cenou „Giovanni Novelli“ pĜi pĜíležitosti EUROCLAY 2003 konference, která se konala v italské ModenČ. Cena byla vypsána pro mladého vČdeckého pracovníka, pocházejícího z Evropy, jehož vČk nepĜesáhl 35 let. Jeho výzkumná þinnost mČla být zamČĜena na problematiku prĤmyslové aplikace smektitĤ. Výbor ýeské spoleþnosti pro výzkum a využití jílĤ je potČšen mezinárodním ocenČním mladého pracovníka v oboru, jenž je tématickou souþástí þinnosti, jež naše odborná skupina zastĜešuje. Gratulujeme a pĜejeme mnoho následných úspČchĤ. Karel Melka

Katedrála v ModenČ Konference mČla kolem 400 úþastníkĤ, kteĜí se prezentovali zhruba stejným poþtem pĜíspČvkĤ, buć ústních nebo posterových. Bohužel z ýeské republiky byla úþast velmi nízká - pouze þtyĜi pĜítomní, což proti pĜedcházejícím letĤm znamená silný pokles zájmu. Pro porovnání - Slovensko zastupovalo 11 reprezentantĤ. Hlasováním se rozhodlo, že pĜíští zasedání zorganizuje portugalská skupina v Aveiru a Prezidentem ECGA byl na následné období zvolen Prof. Dr. Jan SrodoĖ z Polska. Bylo udČleno nČkolik cen a medailí: x Ulrich Hofmannovou medailí (jež se udílí odborníkovi, který významnou mČrou pĜispČl k rozvoji jílové vČdy v oblasti základního výzkumu, pĜípadnČ její aplikaci) byli poctČni Prof. Dr. Fernando Veniale (Itálie) a Prof. Dr. Jan SrodoĖ (Polsko). x Cenu Martina Vivaldiho (s finanþní podporou mladému pracovníkovi þlenské evropské asociace do 35 let, aby s prezentací své vítČzné práce se mohl zúþastnit EUROCLAY konference, obdržel Dr. Tomas Undabeytia (ŠpanČlsko). x Cena polské jílové skupiny je urþena mladým badatelĤm pod 35 let z Polska a nČkteré zemČ bývalého SovČtského svazu, kteĜí pĜedloží samostatnou práci (nebo jsou jejími spoluautory), jež bude prezentována na EUROCLAY konferenci. Cenu obdržely Dr. Tereza Dudek (Polsko) a Irina Istomina (studentka z Ruska). x Cena Giovanni Novelliho je pĜiĜþena mladému evropskému badateli do 35 let za výzkum v oblasti prĤmyslového využití smektitĤ. V roce 2001 ji obdržel

RNDr. Miroslav Pospíšil, PhD. je zamČstnán na Matematicko-fyzikální fakultČ Univerzity Karlovy, na katedĜe chemické fyziky a optiky. Cena mu byla udČlena za soubor prací z oboru strukturní analýzy interkalovaných jílových minerálĤ smČĜující k pĜípravČ nanokompozitních materiálĤ na bázi polymer-jíl. Do soutČže byl pĜihlášen soubor 5 prací: 1.

8

Pospíšil, M., ýapková, P., Weiss, Z., Chmielová, M. „Study of Organically Modified Clays; Molecular

Modelling and Experiment“, in Acta Universitatis Carolinae – Geologica, 2000, 44,143-146. 2.

ýapková, P., Pospíšil, M., Miehé-Brendlé, J., Trchová, M., Weiss, Z., Le Dred, R. „Montmorilonite and Beidelite Intercalated with Tetramethylamonium Cations“, Journal of Molecular Modeling, 2000, 6, 600-607.

3.

Pospíšil, M., ýapková, P., MČĜínská, D., Maláþ, Z., Šimoník, J. „Structure Analysis of Montmorilonite Intercalated with Cetylpyridinium and Cetyltrimethylamonium: Molecular Simulations and XRD Analysis“, Journal of Colloid and Interface Science, 2001, 236, 127-131.

4.

Pospíšil, M., ýapková, P., Weiss, Z., Maláþ, Z., Šimoník, J. „Intercalation of Octadecylamine into Montmorilonite; Molecular Simulations and XRD Analysis“, Journal of Colloid and Interface Science, 2002, 245, 126-132.

5.

MČĜínská, D., Maláþ, Z., HrnþiĜík, J., Šimoník, J., Trlica, J., Pospíšil, M., ýapková, P., Weiss, Z. „Modification of Clay Intercalate Structure and Properties of TPO Based Nanocomposites”, Proceedings of the Society of Plastics Engineers Annual, ANTEC2001 Plastic: The Lone Star, Volume 2: Materials; Dallas, May 2001, 2166-2170.

silikátové vrstvČ MMT. Z tohoto dĤvodu je tĜeba vČtší koncentrace TMA kationtĤ v mezivrství ke kompenzaci tohoto náboje. Vyšší náboj na vrstvČ zpĤsobí vČtší polarizaci náboje ve struktuĜe VER. Výsledkem této vyšší polarizace náboje je silnČjší interakce mezi hosty a hostitelskou strukturou vedoucí k nižší mezirovinné vzdálenosti. Naopak vČtší koncentrace hostĤ v mezivrství zpĤsobuje silnČjší repulze mezi nimi. SilnČjší interakce host-hostitel a host-host vede k uspoĜádané krystalové struktuĜe interkalovaného vermikulitu. Ad 3) V této práci byla studována struktura montmorilonitu interkalovaného cetylpyridiniovými kationty (CP-MMT) a montmorilonitu interkalovaného cetyltrimethylamoniovými kationty (CTA-MMT) a vytvoĜena vhodná strategie molekulárnČ mechanických a molekulárnČ dynamických simulací pro velké organické kationty podepĜená experimentálními výsledky (rtg. difrakce, Iý spektroskopie). Interkalace byla založena na + iontové výmČnČ, kdy pĤvodní anorganické Na kationty v MMT typu Wyoming byly nahrazeny organickými. Oba interkalované kationty mají stejnou délku uhlíkového ĜetČzce a jejich uspoĜádání v mezivrství je rovnČž podobné pro oba interkaláty, tj. neuspoĜádaná struktura s monovrstevným nepravidelným uspoĜádáním alkylových ĜetČzcĤ. Polární hlaviþky obou kationtĤ mají tendenci být na okraji alkylové monovrstvy a pĜiléhají k silikátovým vrstvám, nejsou však pravidelnČ ukotveny k hostitelským vrstvám, to znamená nebyla urþena žádná význaþná místa na silikátové vrstvČ MMT, kde by se kotvily. Bylo rovnČž dosaženo vynikající shody mezi experimentálními a vypoþtenými hodnotami mezirovinných vzdáleností. Cílem této studie bylo nalézt vhodné prekurzory pro následné interkalace organických molekul smČĜující k pĜípravČ sorbentĤ, katalyzátorĤ a nanokompozitĤ polymer-jíl.

Interkalací, tj. vkládáním rĤzných typĤ organických kationtĤ nebo molekul do mezivrství vrstevnatých struktur fylosilikátĤ vznikají nové materiály s velmi zajímavými vlastnostmi využitelnými pro rĤzné prĤmyslové aplikace. Znalost struktury a znalost vztahu mezi strukturou a chemickými a fyzikálními vlastnostmi interkalovaných fylosilikátĤ tvoĜí základ pro vytváĜení nových materiálĤ s požadovanými vlastnostmi. Vývoj tČchto materiálĤ je založen na tČsné kooperaci metod experimentálních (rtg. difrakce, Iý spektroskopie, chemická analýza) a výpoþetních (molekulární mechanika, molekulární dynamika).

Ad 4) Tato práce smČĜovala k vývoji nanokompozitu polymer-jíl. Cílem bylo prozkoumat prĤbČh interkalace polárních molekul oktadecylaminu do montmorilonitu (ODA-MMT), dosažení exfoliace silikátových vrstev a pomocí molekulárních simulací urþit hlavní strukturní charakteristiky MMT interkalovaného neutrálními molekulami ODA pĜi rĤzných koncentracích hostĤ v mezivrství. Tato interkalace je založena na ion-dipólové interakci, tzn. Na+ kationty zĤstávají v mezivrství silikátu. Z experimentálních výsledkĤ (rtg. difrakce a Iý spektroskopie) a z výsledkĤ modelování vyplývá, že výsledná interkalovaná struktura MMT je silnČ závislá na vstupní koncentraci ODA. Pro nízkou koncentraci ODA, tj. ménČ než 12 ODA molekul na jednu zvolenou buĖku 2a x 2b x 1c dochází k monovrstevnému uspoĜádání ODA molekul v mezivrství. S vyšší koncentrací ODA dojde k pĜechodu od monovrstevného k dvouvrstevnému uspoĜádání. Hodnoty experimentálnČ zjištČných a vypoþtených mezirovinných vzdáleností jsou ve velmi dobré shodČ. Z modelování byly vypoþteny hodnoty exfoliaþní energie, tj. energie potĜebné k oddČlení silikátových vrstev. Z tČchto hodnot vyplynulo, že MMT interkalovaný s dvouvrstevným uspoĜádáním ODA tj. s vysokou koncentrací ODA je vhodný prekurzor pro nanokompozitní materiály na bázi jíl/polymer. Navíc obecný postup molekulárnČ mechanických a molekulárnČ dynamických simulací lze velmi dobĜe využít pro modelování interkalace obdobných struktur polárních molekul do silikátĤ založených na ion-dipólové interakci.

Ad 1 a 2) Cílem tČchto dvou prací bylo prozkoumat strukturu fylosilikátĤ interkalovaných tetramethylamoniovými (TMA) kationty a vytvoĜit strategii molekulárního modelování, založenou na experimentálních datech, pro interkalaci dalších typĤ malých organo-amoniových + kationtĤ do vrstevnatých struktur fylosilikátĤ. PĤvodní Na kationty byly plnČ nahrazeny TMA. Na základČ tČchto dvou prací byl porovnán prĤbČh interkalace TMA kationty pro tĜi rĤzné fylosilikáty: vermikulit (VER), montmorilonit (MMT) a beidelit (BEID). Srovnáme-li sérii vypoþtených modelĤ interkalovaných struktur MMT po minimalizaci energie, zjistíme, že témČĜ stejné hodnoty celkové sublimaþní energie odpovídají rĤznému uspoĜádání kationtĤ v mezivrství a rovnČž trochu rozdílným mezirovinným vzdálenostem. Nebylo nalezeno žádné pĜesné místo, kde by se TMA kationty kotvily. Tato neuspoĜádanost v umístČní molekul hostĤ v mezivrství a neuspoĜádanosti ve skládání vrstev nad sebou je charakteristická pro struktury interkalovaných smektitĤ. Tyto výsledky modelování byly potvrzeny rtg. práškovou difrakcí. Obdobných výsledkĤ bylo dosaženo i pro BEID interkalovaný TMA kationty. Naopak v pĜípadČ vermikulitu jsou TMA kationty pravidelnČ uspoĜádány a TMA-VER vytváĜí perfektnČ uspoĜádanou trojrozmČrnou strukturu. Toto bylo též potvrzeno výsledky z modelování. Velký vliv na pravidelnou uspoĜádanou strukturu VER má záporný náboj silikátové vrstvy, který je cca 2 x vyšší než na

Ad 5) Také tato práce byla dalším krokem k pĜípravČ + byl nanokompozitu polymer-jíl. Na -montmorilonit interkalovaný octadecylaminem v rĤzných pomČrech

9

pĜipraveni i na tisk propagaþních reklam na stránkách našeho Informátora za mírný poplatek. Žádáme Vás o vþasné zaslání obnosu na pĜiložených složenkách, eventuelnČ bankovním pĜevodem na konto þeské spoleþnosti pro výzkum a využití jílĤ þ. 479112193/0300 u ýSOB Praha 1. Vaší finanþní podpory bude využito i pro pĜípravu 17. konference o jílové mineralogii a petrologii v pĜíštím roce v Praze. V pĜípadČ, že jste neuhradili minulý þlenský poplatek, je pĜipoþten na Vaší složence. ýlenské pĜíspČvky na rok 2004 þiní: roþní poplatek pro Ĝádného þlena 120,-- Kþ roþní poplatek pro dĤchodce 60,-- Kþ roþní poplatek pro studenta 40,--Kþ roþní poplatek za kolektivní þlenství organizace 1000,-- Kþ Karel Melka AKTUALITY 32. mezinárodní geologický kongres Florencie, Itálie 20. - 28. 8. 2004 Kontaktní adresa: Newtours Via San Donato, 20-50127 Firenze, Italy Tel.: +39 055 33611 Fax: +39 055 3361250/350 E-mail: [email protected] http://www.32igc.org

MMT:ODA. Mezirovinné vzdálenosti d(00l) byly urþeny rtg. difrakcí takto: d(001) = 56 Å, d(002) = 28 Å, d(003) = 18 Å, d(004) = 14 Å, d(005) = 11 Å pro plnČ saturovaný + Na -MMT/ODA. Toto indikuje existenci vysoce uspoĜádané struktury s dvouvrstevným uspoĜádáním ODA molekul, které jsou kolmé na vrstvy MMT. Na základČ molekulárních simulací byla tato dvouvrstevná struktura potvrzena a vypoþtená mezirovinná vzdálenost byla d(001) = 53 Å, což je dobrá shoda s experimentálními daty. Dvouvrstevné uspoĜádání ODA v MMT umožĖuje exfoliaci (oddČlení) jednotlivých silikátových vrstev. Takto pĜipravená struktura interkalovaného MMT byla smíchána s polypropylenem. V souladu s teoretickými pĜedpoklady následná rtg. difrakce výsledného nanokompozitu potvrdila dosažení vysokého stupnČ exfoliace silikátových vrstev v polypropylenu. Doc. RNDr. Pavla ýapková, DrSc. AKCE ýESKÉ PEDOLOGICKÉ SPOLEýNOSTI 9. pedologické dny se konaly ve dnech 3. – 4. záĜí 2003 ve Velkých Bílovicích, 103 úþastníku jednání se zabývalo tématem „Ochrana a využití pĤdy v nivních oblastech“. StČžejní pĜednášky byly vČnovány funkci Ĝíþní krajiny a zmČn v jejím využívání, lužnímu lesu jako dominantnímu fenoménu nivní krajiny a zemČdČlskému využití pĤd v nivních oblastech z pohledu hygieny pĤdy. Bohatá diskuse probíhala i následující den nad pĤdními profily fluvizemČ glejové, fluvizemČ modální a regozemČ arenické. Anna Žigová [email protected]

XVII. konference o jílové mineralogii a petrologii Praha 13. – 17. záĜí 2004 Kontaktní adresa: [email protected]

SETKÁNÍ VÝROBCģ A ZPRACOVATELģ PLASTICKÝCH KERAMICKÝCH SUROVIN

2. stĜedoevropská konference Miskolc, Maćarsko 20.- 25. záĜí 2004 s pĜedcházejícím symposiem „Vrstevní náboj jílových minerálĤ“ Smolenice, Slovensko 18. – 19. záĜí 2004

Vzhledem k uzávČrce tisku našeho Bulletinu a k termínu konání (10.11.2003) semináĜe Silikátové spoleþnosti ýR na téma PģDA 2003 nebylo možné pĜiložit pozvánku ani informovat o prĤbČhu této akce. Na programu byly tyto pĜednášky: RNDr. František Eichler: Vyhodnocení zneþištČní pĤd postižených povodnČmi optickou a fluorescenþní mikroskopií

VI. mezinárodní mineralogické symposium se sekcí Jílová vČda Cluj – Napoca, Rumunsko 18. – 21. záĜí 2004

Ing. Tomáš Kvítek: Vybrané pedologické a hydropedologické podklady pro hodnocení zranitelnosti vod Mgr. Gabriela Koudelková: povodĖové revitalizace

PovodĖové

škody

a

Konference nČmecko-rakousko-švýcarské jílové spoleþnosti NČmecko 20. – 24. záĜí 2004

RNDr. František Eichler: Stanovení kvalitativního a kvantitativního složení jílĤ a pĤd rentgenovou práškovou difrakþní analýzou (Rietveldova metoda)

Vydává: Spoleþnost pro výzkum a využití jílĤ Editor: RNDr. Martin ŠĢastný, CSc. Ústav struktury a mechaniky hornin AV ýR V Holešoviþkách, 41 182 09 Praha 8 - LibeĖ tel.: 266 009 262, 410 fax: 268 866 45 e-mail: [email protected] ýlenové redakþní rady: Prof. RNDr. JiĜí Konta, DrSc. RNDr. Karel Melka, CSc. Technický redaktor: RNDr. Blanka Šreinová

PodrobnČjší informaci pĜineseme v jarním þísle. ýLENSKÉ PěÍSPċVKY NA ROK 2004 Vážení pĜátelé, jako každý rok v podzimním þísle Informátora se na Vás obracíme se žádostí o uhrazení þlenských poplatkĤ na následující rok. Vaše finanþní podpora je dĤležitým pĜíspČvkem pro ekonomické fungování naší Spoleþnosti. Chceme Vás pravidelnČ informovat o dČní ve svČtČ jílĤ a k tomu je tĜeba i jisté finanþní zázemí. Vedle Vašich osobních pĜíspČvkĤ by nám výraznČ pomohla podpora Vašich podnikĤ, pro nČž úhrada kolektivního þlenství v naší Spoleþnosti nezabere jistČ pĜíliš velkou þást jejich finanþních rozpoþtĤ. Jsme

10