地下水环境同位素的研究进展.pdfVIP

地下水环境同位素研究进展 孙继朝。 贾秀梅 (中国地质科学院水文地质环境地质研究所，石家庄050061) 摘要在回顾国内外地下水环境同位素研究的基础上，对影响我国环境同位素技术发 展的主要问题进行了初步分析。针对地下水勘查、监测任务和全国地下水资源及其环境问题 调查评价项目需要，强调环境同位素技术研究应从国情出发，注重与世界先进技术和全球性 水循环研究计划的接轨；重点放在地表水、地下水之间及含水系统不同含水层之间的相互作 用及其变化过程分析的技术开发上。在实施地下水勘查与监测项目的过程中，逐步实现环境 同位素技术应用的规范化、标准化和系统化。 关键词地下水勘查与监测技术环境同位素规范化标准化 1 引言 近50年发展起来的环境同位素技术为地下水的深入研究提供了新的手段。尤其在地 下水形成及其变化的分析上提供了新的信息。环境同位素水文地球化学就是通过研究地下 水中天然同位素的组成、分布和变化规律，并运用这些规律解决各种水文地质问题。 环境同位素是指天然存在或非人为目的进入环境的同位素，包括环境稳定同位素和环 境放射性同位素。环境稳定同位素形成、分布和演变主要受形成温度制约，往往在不同物 质或同一种物质的不同相中产生分馏现象，成为天然的示踪剂，在水文地质研究中可用于 追索地下水的运动过程；放射性同位素遵循自然衰减规律，在水文地质研究中可用于测定 地下水的形成年龄；二者联合使用可追溯地下水的形成演化史。 在地下水环境同位素的研究中，地下水的环境同位素测年是其中最重要的研究内容之 一。依据国际原子能机构(认EA)编著的《地下水水文学中的同位素技术》论文集和有 关专著，可用于地下水测年的环境同位素方法列表示出(表1)，对各种同位素半衰期、 可测年范围、方法的局限性等一并在表中示出。 我国的环境同位素水文地质研究工作始于20世纪60年代末70年代初，80年代至今 得到较大发展，比较有代表性的研究要属对河北平原地下水的环境同位素研究。在河北平 原，先后有刘存富等、张之淦等在80年代的研究，初步建立了第四系地下水环境同位素 组成剖面；孙继朝、齐继祥等，姚足金、陈宗宇等在90年代的研究，提出地下水储存有 古气候变化和环境演化信息等的新认识；在同期哈承佑等在长江三角洲地区地下水的研 O第一作者简介：孙继朝，男，1957年出生，研究员，从事水文地质、环境同位素研究。 表1可用于地下水测年的环境同位素 同位索 半衰期(a)或过裂 起源 测年域(a) 质量 限制 不同来源 宇宙射线 1952年以来 性能理想 模型选择 3H 12．31 热核试验 通常适用 时间域短 反应堆 系列资料 宇宙射线 1952年以来 直接测定 高灵敏质谱计3He的地 3H一3He 12．3l 热核试验 转换周期 壳成因 反应堆 方法理想 —— 宇宙射线 3×11r