The Role of Magmatism in Hydrocarbon Generation in Sedimented Rifts: a Nd Isotope Perspective from Mid-Cretaceous Methane-Seep Deposits of the Basque-Cantabrian Basin, Spain

Studies on the involvement of intrusive magmatism in hydrocarbon generation within sedimentary basins have gained momentum owing to increasing appraisal of the role that such processes may play in controlling global carbon cycle perturbations, and the exploration potential of the volcanic sedimentary basins. Nevertheless, for many areas the causal link between the intrusions and surrounding hydrocarbon systems remains disputed, encouraging a search for methods that could aid in identifying different hydrocarbon sources. Here, we have performed a multi-proxy geochemical study of the middle Cretaceous methane-seep deposits of the Basque-Cantabrian Basin, an early-stage, peri-cratonic rift marking the Mesozoic opening of the Bay of Biscay. Infilled by a thick sedimentary succession intruded by shallow-level igneous bodies, the basin shares analogies with modern young, sedimented rifts that sustain hydrocarbon seepage. We have applied a novel approach that uses the Nd isotope composition of the seep deposits to constrain the relationship between hydrocarbon seepage and igneous activity, and to explore the general potential of Nd isotopes to trace magmatic-influenced fluids in volcanic sedimentary basins. The Nd isotope data have been combined with rare earth element analyses and carbon and oxygen isotope measurements, providing broad insight into the former composition of the seeping fluids. For three out of four investigated seeps, the Nd isotope ratios observed in authigenic seep carbonates include signatures markedly more radiogenic than that reconstructed for background seawater-derived pore waters. The level of this Nd-143-enrichment varies both between and within individual deposits, reflecting spatial and temporal differences in fluid composition typical of seep-related environments. The radiogenic Nd isotope signals provide evidence of subseafloor interactions between the seeping fluids and mafic igneous materials, supporting the model of an igneous control on the mid-Cretaceous methane expulsion in the Basque-Cantabrian Basin. The thermogenic origin of the methane is in accord with the moderately negative delta C-13 values and paragenetic successions observed in the studied seep carbonates. For a single deposit, its relatively unradiogenic Nd isotope composition can be attributed to the smallest size and shallowest emplacement depth of the underlying intrusion, likely resulting in a short-lived character and limited hydrocarbon-generation potential of the associated contact metamorphism. The study demonstrates that Nd isotope analyses of seep carbonates offer a tool in disentangling methane fluxes from different organic matter alteration pathways for the numerous, both fossil and modern sedimented rifts for which the involvement of various methane sources remains insufficiently understood.This work was supported by the National Science Centre, Poland (grant No. 2016/23/D/ST10/00444; to MJ) , and the Eusko Jaurlaritza (Ikerketa Taldeak IT930-16) and the Spanish State Research Agency (project PID2019-105670GB-I00/AEI/10.13039/501100011033; both to LMA

Longitudinal Influences of Maternal Sensitivity on Infant Temperamental Reactivity and Emotion Regulation

Parenting has been identified as a key influence on children's temperament in the first years of life. This study examined the extent to which maternal sensitivity predicted infants' subsequent temperamental reactivity and adaptive emotion regulation and moderated the relationship between infants' early mother-oriented emotion regulation behavior and later adaptive emotion regulation. Mothers brought their infants to the laboratory when their infants were 6 and 16 months old to participate in 2 videotaped procedures at each time point which were designed to elicit negative emotions from infants (i.e., anger and fear). Mothers reported infant temperament at both time points. Researchers coded maternal behavior during periods of infant distress, infant negative reactivity and two types of adaptive emotion regulation behavior (i.e., mother-oriented and independent). There was modest stability in infant negative reactivity from 6 to 16 months but no evidence that maternal sensitivity to distress moderates this stability. Maternal sensitivity to distress moderated the relationship between reactivity at 6 months and the use of mother-oriented emotion regulation behavior at 16 months; however, there was no direct influence of maternal sensitivity on either type of adaptive emotion regulation behavior. Mother-initiated look-at-mother predicted the use of independent emotion regulation, but this association was not moderated by maternal sensitivity. In conclusion, different types of adaptive emotion regulation behavior appear to be influenced by different constellations of maternal and infant behavior

Occurrence and contents of arsenic, antimony and selenium in waters and other elements of the environment

Arsen, antymon i selen należą do pierwiastków śladowych występujących w środowisku. Ich wszechobecne mikrozwiązki o złożonych właściwościach chemicznych wzbudzają ogromne zainteresowanie wśród wielu naukowców stając się przedmiotem badań naukowych. Przyczyną nowego spojrzenia na obecność i rolę mikrozwiązków w środowisku jest ciągły rozwój metod analitycznych, toksykologii, biochemii, chemii środowiska i ochrony środowiska. Wraz z rozwojem tych dziedzin naukowych mamy coraz więcej informacji odnośnie występowania i roli arsenu, antymonu i selenu we wszystkich ekosystemach. Rozpatrując występowanie, właściwości chemiczne w tym i ekotoksyczność nie sposób rozpatrywać środowiska wodnego w oderwaniu od innych jego elementów. Traktując ekosystem jako integralną całość, której elementy połączone są wzajemnymi zależnościami i wpływami, omówiono rolę arsenu, antymonu i selenu w różnych elementach środowiska naturalnego, począwszy od atmosfery, przez litosferę do hydrosfery, omówiono również rolę fizjologiczną (w tym toksykologię) i zawartości w tkankach organizmów roślinnych i zwierzęcych. Występowanie arsenu w środowisku, jest pierwiastkiem należącym do grupy Va układu okresowego i przejawia właściwości amfoteryczne. W zależności od warunków oksydacyjno-redukcyjnych środowiska występuje na czterech stopniach utlenienia (As3-, As0, As3+, As5+). Najczęściej występuje As (V) w postaci anionu H2AsO4- oraz As (III) jako H3AsO3, który dominuje w warunkach redukcyjnych o niskim pH. W stanie wolnym występuje w odmianach alotropowych i, ß i i. Tworzy szereg anionów kompleksowych, AsO43- zachowuje się jak fosforany i wanadany, a także występuje łącznie z metalami Cu, Pb, Zn, Co, Ni, Fe, Ag i Au. Może występować w postaci nieorganicznej i organicznej 1÷6 . Za naturalną zawartość arsenu w powietrzu, gdzie ulega on łatwemu rozprzestrzenianiu pod wpływem wiejących wiatrów przyjmuje się zakres od 0,01 do 1 ng/m3. Do źródeł naturalnych arsenu w atmosferze zaliczamy: wybuchy wulkanów, falowanie powierzchni mórz, procesy mikrobiologiczne itp., natomiast źródła antropogeniczne to: spalanie węgla, wydobycie surowców mineralnych, produkcja akumulatorów, nawożenie gleb, przemysł hutniczy i metalurgiczny. Największe stężenia arsenu w powietrzu odnotowywane są na terenach miejskich od kilku ng do kilkudziesięciu žg w m3 i uprzemysłowionych, gdzie może przekraczać 1 žg/m3. W powietrzu atmosferycznym występuje głównie arsen nieorganiczny. Związki arsenu, antymonu i selenu są śladowymi składnikami chemicznymi ekosystemów (w tym oczywiście ekosystemów wodnych) coraz częściej monitorowanymi w środowisku. Zainteresowanie oznaczeniami tych pierwiastków wynika z kilku przyczyn. Pierwiastki te rzadko osiągają w (nawet zanieczyszczonym) środowisku stężenia toksyczne, jednakże niewielka rozpiętość dawki przyjmowanej przez organizmy (często koniecznej dla ich prawidłowego funkcjonowania) i dawki toksycznej przy powszechności ich występowania wymaga kontroli. Zawartość związków arsenu, antymonu i selenu w środowisku może stanowić element monitoringu rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń, informować o nasileniu procesów antropopresyjnych. Wreszcie istotnym staje się określanie poziomu naturalnego - tła hydrogeochemicznego, bądź przy niemożności wykluczenia zmian antropopresyjnych, poziomu odniesienia dla czasu wykonania analizy. Istotności nabiera tu rozróżnienie form występowania pierwiastków w środowisku - analiza specjacyjna [60]. Oznaczenia takie rozszerzając wiedzę o środowisku naturalnym stanowią często punkt odniesienia przy określaniu tendencji zachodzących w ekosystemach i ich dynamiki, co za tym idzie stanowiąc podstawę do dalszych działań w zakresie czy ochrony środowiska czy inżynierii ekologicznej.Arsenic, antimony and selenium are trace elements occurring in the environment. Their ubiquitous microcompounds of complex chemical properties arouse immense interest among many scientists, becoming the subject of scientific research. Continuous development of analytical methods, toxicology, biochemistry, environmental chemistry and environmental protection is a cause of a new look on presence and role of microcompounds in the environment. Along with development of these scientific disciplines we have more and more information regarding the occurrence and the role of arsenic, antimony and selenium in all ecosystems. Considering the occurrence, chemical properties (including ecotoxicity) it is not possible to consider water environment in isolation from other elements. Treating ecosystem as an integrity, which elements are connected with mutual relationships and influences, the role of arsenic, antimony and selenium in different elements of the natural environment (starting from atmosphere, through lithosphere to hydrosphere) is discussed. Also physiological role (including toxicology) of As, Sb and Se as well as content of these elements in tissues of plant and animal organisms is discussed. As, Sb and Se compounds are trace chemical components of ecosystems (including of course water systems) often monitored in the environment. Interest of determination of these elements results from several reasons. As, Sb and Se elements seldom reach toxical concentrations, but small difference between dose accepted by organisms (often necessary for their correct functioning) and toxical dose, their concentration requires control. Content of As, Sb and Se compounds in the environment may be a component of pollution spread monitoring. Finally it becomes necessary to determine natural level - hydrogeochemical background, or when it is not possible to exclude anthropopression changes, reference level for analysis time. It also becomes essential to differentiate forms of compound occurrence in the environment - speciation analysis. Such analysis extending knowledge of natural environment is often point of reference when tendencies and their dynamics occurring in ecosystems are determined. This means that they may become base for further activities in the scope of environment protection and ecological engineering

Speciation Analysis in the Study of the Environment

The review article contains basic definitions of speciation and speciation analysis in various aspects of human activity. It also features new approaches in fractionation analysis, problems related to reference materials and the most frequently used methods

The effect of the fluorine level on the state of leaves and needles of trees in Poznań city and its vicinities

Fluor jest pierwiastkiem szeroko rozpowszechnionym i zajmuje 13 miejsce pod względem występowania w przyrodzie. W postaci fluorków występuje we wszystkich komponentach środowiska: wodzie, glebie, powietrzu oraz organizmach żywych. Naturalnym źródłem związków fluoru są złoża mineralne. Do wód przenika w wyniku procesów wietrzenia skał i ługowania, a także w opadach atmosferycznych. Zarówno w powietrzu, w wodzie jak i w glebie fluorki mogą występować w szerokim przedziale stężeń. Problem zanieczyszczenia środowiska fluorem zrodził się dopiero we współczesnym świecie, w związku z działalnością przemysłową człowieka, co doprowadziło do nagromadzenia toksycznych związków fluoru w powietrzu, wodzie i glebie. Najwięcej, bo aż 56,6% globalnej emisji pochodzi z hut aluminium, kolejne źródła to fabryki nawozów fosforowych i kwasów fosforowych - 17,1% oraz huty żelaza i stali z udziałem 15,5% [16]. W mniejszym stopniu swój udział mają emaliernie, huty szkła, cegielnie i zakłady ceramiczne używające zanieczyszczonej fluorem gliny i węgla. Do tego doliczyć należy energetykę cieplną opartą na węglach. Z danych opublikowanych wcześniej [41] dotyczących zawartości fluoru w roślinach w okolicach Lubonia wynika, że skażenie środowiska tym pierwiastkiem było znaczne i utrzymywało się na poziomie kilkuset mg/kg w materiale roślinnym. Uzyskane podczas przeprowadzonych badań wyniki sugerują spadek emisji związków fluoru do atmosfery, a zarazem imisji. Obniżenie emisji fluoru było wynikiem działań podjętych przez Zakład, a mianowicie: zaniechano produkcji fluorku glinowego; ograniczono znacznie produkcję superfosfatu pylistego i kwasu fluorowodorowego; uruchomiono dwie linie produkcyjne nawozów mineralnych, granulowanych metodą beztermiczną eliminując szkodliwe wyziewy obecne przy metodzie termicznej; starą 80-letnią kotłownię węglową zastąpiono kotłownią gazową; dzięki wykorzystaniu ługów pokrystalicznych w budownictwie wyeliminowano problem składowania tych odpadów na terenie Zakładu lub na wysypisku. Ponadto udoskonalono systemy absorpcyjne, co również spowodowało dalsze zmniejszenie emisji fluoru do atmosfery. Wyniki badań otrzymane w niniejszej pracy porównano z rezultatami badań przeprowadzonymi w Słowacji [40] w 1995 r. dla czterech punktów pobierania próbek; w terenie od praktycznie wolnego od wpływu toksycznych gazowych zanieczyszczeń emitowanych przez hutę alumunium (Źiar nad Hronom) (punkt 1) do silnie skażonego przez tę emisję (punkt 4). Zawartość fluoru w dwuletnich igłach świerka pospolitego wynosiła odpowiednio 10 mg/kg (punkt 1), 34 mg/kg (punkt 2), 92 mg/kg (punkt 3) i 301 mg/kg (punkt 4) w roku 1970. W 1990 r. wartości te wynosiły : punkt 1 - brak danych, punkt 2 - 102 mg/kg, punkt 3 - 170 mg/kg i punkt 4 - 310 mg/kg. W tym kontekście zawartości fluoru w igłach świerka w Obornikach i Czapurach są znacznie mniejsze niż zawartości fluoru stwierdzane w terenach silnie skażonych i wynoszą dla fluoru uwalnianego kwasami 107 mg/kg (Oborniki), 126 mg/kg (Czapury). Wartości fluoru w igłach sosny wahają się od 250 mg/kg do 310 mg/kg i są porównywalne z uzyskanymi przez Maňkovską i Steinnes - 310 mg/kg, a Świeboda [37] u tego samego gatunku podaje wartość 462 mg/kg dla terenów silnie skażonych. Analizując otrzymane wyniki pod kątem określenia udziału formy fluoru rozpuszczalnego w wodzie w stosunku do fluoru całkowitego (uwalnianego kwasami) nie stwierdzono żadnej korelacji. Zawartość tego pierwszego waha się w granicach 20÷60% [11]. Wpływają na to nie tylko indywidualne cechy roślin, ale także w dużym stopniu warunki meteorologiczne.Fluorine is widespread in nature and in the form of fluorides occurs in all elements of the natural environment: water, soil, air and living organisms. In all these elements fluorine can occur in a wide range of concentrations. The question of environmental pollution with fluorine appeared relatively recently as a result of the industrial development. The disturbance of ecological equilibrium by excessive amounts of fluorine poses threats to the functioning of living organisms. In the natural conditions plants contain insignificant amounts of fluorine taken from the soil, where fluorine is usually present as species non-available for them. In special conditions or under soil pollution, it can be taken in by plants in excessive amounts. The most characteristic symptom of fluorine poisoning of plants are necroses appearing when the concentration of this element exceeds a certain critical point, characteristic of a plant species. The process of necrosis begins at the leaf margin and develops towards its base. The leaves undergo discoloration, whose actual shade depends on the plant species. Accumulation of fluorine is also a function of its concentration in the air, time of exposure and a number of environmental factors and plant characteristics. The study was performed for plants of different sensitivity to fluorine compounds, growing on non-polluted areas or in direct vicinity of fluorine emission sources. The isolation of fluorine from biological material was performed by the distillation method according to Hall, preceded by dry mineralisation. After the isolation, fluorides were determined by the potentiometric method with an ion-selective electrode. Two fractions of fluorine were determined: the water-soluble one and the acid-released one. For the samples coming from the Wielkopolski National Park area, assumed as non-polluted the results of the fluorine determinations were: the fluorine released by acids determined in leaves of beech tree was 1.95 mg/kg, oak tree - up to 8.05 mg/kg and in needles of the coniferous trees it varied from 2.5 mg/kg to 10.8 mg/kg, the water-soluble fluorine determined in leaves of deciduous trees varied from 0.85 mg/kg (beech, oak) to 2.23 mg/kg (oak); and in coniferous trees from 1.12 mg/kg to 2.93 mg/kg. The values obtained for the samples collected from all sites chosen are within the limits of the natural fluorine concentrations. Fluorine was also determined in samples from the areas subjected to anthropopressure. In the samples collected from the city of Poznan, the natural level of fluorine concentration was exceeded only at two sites, while the level of fluorine in the samples from Oborniki, Czapury and Lubon indicated considerable pollution of the areas with this element. The fraction of the water-soluble fluorine made from 10.8 to 53.9% of that released by acids

Pollution of middle and lower section of Odra river with selected heavy metals on the base of results of geochemical monitoring of bottom sediments in the years 1991÷2005

Odra jest jedną z najważniejszych rzek Polski, jej dolina jest ważnym korytarzem ekologicznym, niezwykle cennym przyrodniczo. Rzeka jest odbiornikiem ścieków zarówno oczyszczonych, jak i nieoczyszczonych, pochodzących często ze źródeł niekontrolowanych. Zanieczyszczenie wód i osadów dennych rzeki uniemożliwia rekreacyjne wykorzystanie rzeki i zagraża środowisku - miedzy innymi doskonale zachowanym, unikatowym dziś w Europie, bezcennym wręcz lasom nadrzecznym: grądom i łęgom. Pośredni wpływ na jakość wód Odry ma stan gospodarki wodno - ściekowej na obszarze całej zlewni - poprzez jakość wód jej głównych dopływów. Stan czystości Odry w jej środkowym i dolnym biegu uzależniony jest w znacznej mierze od wpływu zanieczyszczeń ze źródeł zlokalizowanych na Górnym i Dolnym Śląsku; przyjmuje również zanieczyszczenia z terenu Niemiec i Czech. Osady denne odgrywają ważną rolę w systemach wodnych, zarówno jako zbiorniki, gdzie zanieczyszczenia mogą być przechowywane, jak i źródła tych zanieczyszczeń dla organizmów wodnych. Z powodu ich zdolności do zatrzymywania metali, osady denne są dobrym wskaźnikiem jakości wody i zapisem skutków działalności antropogenicznej. Stąd też są szeroko stosowane w badaniach środowiskowych. Znajomość składu chemicznego osadów jest w wielu przypadkach lepszym wskaźnikiem zanieczyszczenia środowiska, niż znajomość składu chemicznego wody, bardziej zmiennego w czasie. Problem zanieczyszczenia osadów dennych jest coraz bardziej doceniany. Ocena zanieczyszczeń osadów, obok oceny jakości wód, służy ocenie jakości ekosystemów wodnych, tym bardziej, że zanieczyszczenia osadów dennych stanowią zagrożenie dla sąsiadujących z nimi ekosystemów lądowych. Celem pracy było porównanie zanieczyszczenia osadów dennych środkowej i dolnej Odry na odcinku Nowa Sól - Police w latach 1991÷2005 w ujęciu przestrzennym i czasowym.The estimation of pollution degree of Odra River bottom sediments (middle and lower section) by selected heavy metals has been carried out on the basis of monitoring data recorded in the years 1991÷2005. Classification of sediments proposed by Polish Geological Institute (PIG) was applied. Also trends of changes of heavy metals concentrations in the Odra River bottom sediments in this period of time and changes of heavy metals concentrations in 1991, 1996, 1997 i 2005 years have been presented. In the period of time 1991÷2005 the reduction of metal concentrations in sediments of middle and lower Odra River in Nowa Sól-Police section has been particularly noticeable since mid 90-ies in the last century. Within the analysed section of the middle Odra River very polluted sediments of IV class occur (mainly because of mercury concentrations). However in the lower Odra River sediment serious metalic pollutions are not noticed - these sediments most often were non-polluted by PIG classification. In 1991, 1996, 1997 i 2005 years concentrations of some heavy metals in sediments of the analysed section of middle and lower Odra River both within the space and time approach, achieved the lowest values - of I and II class. Observable a slope trend of metals concentrations in the Odra River bottom sediments is caused by decreased inflow of pollutants. The quality of bottom sediments in the analysed section of the middle Odra river reflected influence of pollutants carried by the river from industrial areas laid in its upper section. Along with the river run, due to progressive sedimentation of suspensions improvement of the quality of river's bottom sediments is observed. Also spatial differentiation of heavy metals content in sediments is levelling from year to year - in 2004 only sediments in highest located Nowa Sól were still polluted, mainly with mercury and zinc, sediments in the lower section were already of satisfactory quality. In the years 2004÷2005 on the whole analysed section of middle and lower Odra river sediments were not polluted or at most moderately polluted. Clear downward trend of heavy metals content in bottom sediments of the Odra river is a result of reduced inflow of pollutants into the river in form of wastewater, superficial inflow and precipitations, as a result of, among others, the growing quantity of wastewater treatment plants, pro-ecological agriculture and decrease of pollutants emission to the atmospher