同位素取樣方法

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1、目錄1適用范圍22取樣方案的設(shè)計22.1對擬研究問題的分析及理論準備22.2環(huán)境同位素方法選擇32.3采樣點線的布置與時間安排43常用環(huán)境同位素分析水樣采集53.1野外取樣準備53.1.1野外作業(yè)準備63.1.2取樣瓶要求63.2不同水樣采集技術(shù)要求73.2.1降水(雨和雪)樣品的采集73.2.2地表水樣品的采集73.2.3非飽和帶水樣品的采集83.2.4地下水樣品的采集83.2.5地熱樣品的采集84樣品采集數(shù)量、保存時間95取樣方法、程序與步驟105.114C水樣采集105.2降水同位素分析采樣技術(shù)步驟135.3地下水中的18O和2H分析樣141

2、95.4氚樣品采集145.5水中溶解無機碳的13C取樣145.6硫酸鹽樣的采取145.7間接測年示蹤劑CFC(氟氯化碳)分析水樣的采集156水樣采集注意事項17表21可用于地下水測年的環(huán)境同位素4表41樣品采集數(shù)量、保存時間9表51野外堿度測定值與取樣體積的關(guān)系14圖51錐形沉淀器示意圖11圖52玻璃瓶采集CFC分析水樣方法一示意圖16圖53玻璃瓶采集CFC分析水樣方法二示意圖17附表1：同位素取樣標簽樣式附表2：環(huán)境同位素分析送樣單樣式附表3：野外取樣記錄表樣式191適用范圍本導則適用于中國地質(zhì)調(diào)查局《全國地下水資源及其環(huán)境問題調(diào)查評

3、價》項目所屬工作內(nèi)容開展同位素水文地質(zhì)研究的方案設(shè)計和樣品采集過程規(guī)范化。環(huán)境同位素在水文地質(zhì)中的應(yīng)用研究在我國已有20多年的歷史，其成果極大地豐富了水文地質(zhì)研究內(nèi)容，推動了現(xiàn)代水文地質(zhì)學的發(fā)展。但到目前為止，還沒有一個較統(tǒng)一的和基本的應(yīng)用指導原則(或規(guī)范)，直接影響了研究成果質(zhì)量及成果評價。對希望利用環(huán)境同位素技術(shù)解決專門水文地質(zhì)問題的人來說，無論是熟悉了這門技術(shù)，還是初次使用，面臨的首要問題都是取樣方案的合理設(shè)計和樣品采集問題。針對全國地下水資源及其環(huán)境地質(zhì)問題調(diào)查評價項目的總體思路、目標任務(wù)和階段安排，在強調(diào)有效、經(jīng)濟和可操作的前提下，遵照確

4、保樣品的代表性、可靠性、可比性、系統(tǒng)性和科學性原則，特制定環(huán)境同位素水文地質(zhì)研究“方案設(shè)計與樣品采集”導則，隨著工作的進一步開展，將經(jīng)進一步完善后，形成應(yīng)用指南。術(shù)語說明：IAEA—國際原子能機構(gòu)。CFC—氟利昂。2取樣方案的設(shè)計取樣方案的設(shè)計是指就某一具體的水文地質(zhì)問題而制定的環(huán)境同位素樣品采集計劃，主要內(nèi)容包括：對擬研究問題的分析及理論準備，環(huán)境同位素方法選擇，采樣點、線的布置及采樣時間安排。2.1對擬研究問題的分析及理論準備環(huán)境同位素技術(shù)是通過對物質(zhì)在原子核層次記錄的信息的提取分析來追索物質(zhì)運動過程的。具體地說，就是利用放射性同位素的計時性和

5、穩(wěn)定同位素的分餾性開展研究工作。在過去的30年里，環(huán)境同位素在測定地下水年齡，測定地下水溫度，示蹤地下水運動及示蹤地下水化學成分的形成過程等方面都顯示出了比常規(guī)技術(shù)更有效、針對性更強和極少受環(huán)境干擾的特點。19要設(shè)計好環(huán)境同位素技術(shù)應(yīng)用方案，就需要學習環(huán)境同位素基本知識及其相關(guān)理論，重點是掌握其要點和應(yīng)用的限制條件。例如，為了資料處理學習和掌握溶質(zhì)運移理論是有益的，收集和分析國內(nèi)外典型的已有環(huán)境同位素研究成果可幫助設(shè)計構(gòu)思，對擬解決問題區(qū)的各種水的及地層相關(guān)環(huán)境同位素資料進行收集、分析是提高應(yīng)用效率和工作質(zhì)量的重要步驟，且有助于對具體方法的選擇。方

6、案設(shè)計需針對具體問題來做。一般來說，研究問題越明確應(yīng)用效果就越好。對擬解決問題進行分析，應(yīng)努力尋找常規(guī)方法難以解決問題的根本原因或給出待解決問題的幾種可能結(jié)論，進而提出幾種基本推測，概化出幾種模式，并反復比較這些模式的差異所在（矛盾焦點）。例如，確定地下水補給面積，可根據(jù)地形、地貌條件、地質(zhì)、水文地質(zhì)條件提出幾種基本看法或推測模式，為設(shè)計提供設(shè)想。根據(jù)這些基本看法或推測模式來部署設(shè)計方案，要重視基礎(chǔ)地質(zhì)條件的分析，應(yīng)時刻牢記我們要解決的是水文地質(zhì)問題。針對全國地下水資源及其環(huán)境地質(zhì)問題調(diào)查評價項目，環(huán)境同位素應(yīng)著重于對地下水循環(huán)更新變化過程的分析，

7、重點應(yīng)放在地下水年齡測定及相關(guān)元素同位素組成變化研究，特別是應(yīng)加強地下水、地表水相互關(guān)系研究。首先在八大區(qū)片分別建立不同水同位素調(diào)查研究剖面，以此為基礎(chǔ)，展開深入研究工作。1.1環(huán)境同位素方法選擇視所要解決的問題，根據(jù)同位素特點和局限性選擇有關(guān)的環(huán)境同位素。例如，要測定地下水的形成年齡可參照表2-1選擇。目前，我國地下水測年使用最多的環(huán)境同位素有3H和14C兩種放射性同位素。一般說來，用3H可測定1952年以來補給水的年齡。而用14C可測定3萬年以來形成的地下水年齡。有些模型年齡或平均滯留時間所確定的范圍這里不推薦。在大平原深層水的研究可選擇14C

8、和36Cl相結(jié)合方法。對測定地下水溫度來說，研究者可根據(jù)溫度可能的變化范圍和特點，選擇適當?shù)耐凰販囟扔?，鑒于測溫不是項目