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利用同位素技術研究地下水的起源與形成過程
來源: 時間:2022-12-06 09:44:48 瀏覽:3778次


每一種元素,原子核中的質子數是一定的,此質子數即為該元素的原子序數。原子的質量數(原子量)以其核中質子數及中子數的總和表示。某一種元素,具有原子序數相同而原子量不同(由中子數不同引起)的幾種原子,這便是該元素的同位素。

自然界的元素有多種同位素,例如氧有3種天然同位素,即16O、17O、18O,氫也有3種天然同位素:1H、2H(D)和3H(T)。同位素分為放射性同位素及穩定性同位素,14C、3H等是放射性同位素,12C、13C、1H、2H、16O、17O、18O等為穩定同位素。

在地下水研究中,可利用放射性環境同位素測定地下水的年齡。其原理是:放射性同位素處于不斷衰變中,衰變速度不依溫度、壓力或元素的化學組成的狀態而變化,一種放射性元素的半衰期是一個常數,據此可以測定地下水的年齡。常用測定地下水年齡的放射性同位素有:14C、3H等。

利用穩定性同位素可以研究地下水的起源與形成過程,因為同一元素的同位素,由于其質量有一定的差別,故其原子或化合物的活動性也有所不同,從而使輕的與重的同位素在某些物理變化過程(如蒸發、凝結、擴散等)及化學反應中發生分異。天然水在凝聚和蒸發過程中,由于同位素的分餾作用,在氣液相中氫、氧重同位素含量不同。因此,可以根據水的同位素組成來進行多方面的研究。穩定同位素的組成測定結果用δ值來表示,δ值定義為:

現代水文地質學

式中:δx為樣品的δ值,Rstd為比較標準的同位素比值,Rx=(D/H)x或(18O/16O)x。Rx比值的分子始終是重同位素,分母是輕同位素。因此,δ值是用千分數表示的樣品和標準的同位素比值的相對差。

由于陸地地形、溫度等的變化,降水中的D和18O含量變化幅度較大。一般降水中的D和18O含量隨海拔高度的增加而下降;重同位素的含量大致與氣溫成正比。①降水中的D和18O含量隨緯度增加而減少,這是由于年平均氣溫下降而導致的,稱為“緯度效應”;②降水中的D和18O含量由海岸向大陸方向下降,這就是“陸地效應”。

一般認為,地下水的同位素組成應與其補給源一致,由降水補給的地下水,其同位素組成應該與降水一致。地下水在滲流過程中的同位素分餾是可以忽略的,因此,可以利用地下水中的同位素進行補給來源的分析



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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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