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    利用同位素技术研究地下水的起源与形成过程
    来源: 时间:2022-12-06 09:44:48 浏览:1520次


    每一种元素,原子核中的质子数是一定的,此质子数即为该元素的原子序数。原子的质量数(原子量)以其核中质子数及中子数的总和表示。某一种元素,具有原子序数相同而原子量不同(由中子数不同引起)的几种原子,这便是该元素的同位素。

    自然界的元素有多种同位素,例如氧有3种天然同位素,即16O、17O、18O,氢也有3种天然同位素:1H、2H(D)和3H(T)。同位素分为放射性同位素及稳定性同位素,14C、3H等是放射性同位素,12C、13C、1H、2H、16O、17O、18O等为稳定同位素。

    在地下水研究中,可利用放射性环境同位素测定地下水的年龄。其原理是:放射性同位素处于不断衰变中,衰变速度不依温度、压力或元素的化学组成的状态而变化,一种放射性元素的半衰期是一个常数,据此可以测定地下水的年龄。常用测定地下水年龄的放射性同位素有:14C、3H等。

    利用稳定性同位素可以研究地下水的起源与形成过程,因为同一元素的同位素,由于其质量有一定的差别,故其原子或化合物的活动性也有所不同,从而使轻的与重的同位素在某些物理变化过程(如蒸发、凝结、扩散等)及化学反应中发生分异。天然水在凝聚和蒸发过程中,由于同位素的分馏作用,在气液相中氢、氧重同位素含量不同。因此,可以根据水的同位素组成来进行多方面的研究。稳定同位素的组成测定结果用δ值来表示,δ值定义为:

    现代水文地质学

    式中:δx为样品的δ值,Rstd为比较标准的同位素比值,Rx=(D/H)x或(18O/16O)x。Rx比值的分子始终是重同位素,分母是轻同位素。因此,δ值是用千分数表示的样品和标准的同位素比值的相对差。

    由于陆地地形、温度等的变化,降水中的D和18O含量变化幅度较大。一般降水中的D和18O含量随海拔高度的增加而下降;重同位素的含量大致与气温成正比。①降水中的D和18O含量随纬度增加而减少,这是由于年平均气温下降而导致的,称为“纬度效应”;②降水中的D和18O含量由海岸向大陆方向下降,这就是“陆地效应”。

    一般认为,地下水的同位素组成应与其补给源一致,由降水补给的地下水,其同位素组成应该与降水一致。地下水在渗流过程中的同位素分馏是可以忽略的,因此,可以利用地下水中的同位素进行补给来源的分析



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    12条评论
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    全部 3小时前 四川
    文字是人类用符号记录表达信息以传之久远的方式和工具。现代文字大多是记录语言的工具。人类往往先有口头的语言后产生书面文字,很多小语种,有语言但没有文字。文字的不同体现了国家和民族的书面表达的方式和思维不同。文字使人类进入有历史记录的文明社会。
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