新疆自来水中氢氧稳定同位素时空变化

氢氧稳定同位素是描述水循环过程的天然示踪剂,自来水是重要的生活用水,研究自来水中氢氧稳定同位素的变化特征有助于示踪城乡居民用水来源,为合理规划水资源调配提供参考。基于新疆352个自来水样品,对氢氧稳定同位素以及氘盈余(d=δ²H-8δ¹⁸O)的时空分布进行分析。结果表明：（1）新疆自来水水线为δ²H=7.67δ¹⁸O+10.54（R²=0.92）,δ²H月均值的变化范围为-105.57‰～-37.82‰,δ¹⁸O的月均值在-14.48‰～-6.67‰之间,d的月均值在1.89‰～24.38‰之间波动。（2）北疆和南疆的氢氧稳定同位素及氘盈余都存在季节变化,并且南疆的季节差异比北疆大。（3）利用BW模型对新疆自来水中氢氧稳定同位素的空间分布进行模拟,发现南疆氢氧稳定同位素值普遍高于北疆的同位素值,并且山区同位素值低于盆地的同位素值。     

苏干湖盆地地下水氢氧稳定同位素特征及其意义

苏干湖盆地位于疏勒河流域西端,是西北干旱区独立的内流盆地.文中利用盆地内不同水体的氢氧稳定同位素样品,分析了盆地内不同水体氢氧同位素特征,揭示了盆地内水资源形成与水环境演化规律,对干旱区水资源研究有重要意义.盆地中部泉水及地下水接受出山河水大量入渗补给,地下水循环交替迅速,氢氧同位素组成与出山河水相似,是地下水的主要径...     

氢氧稳定同位素对达里湖水体蒸发与补给来源的指示作用

为了研究稳定同位素质量平衡法在寒旱区封闭型内陆湖泊水量平衡计算中的适用性,以内蒙古高原达里湖作为研究区域,基于流域水体样品中氢氧稳定同位素(δD、δ18O)特征分析,讨论了 δD、δ18O对水体蒸发和补给来源的指示作用.结果表明:夏季达里湖水体氢氧稳定同位素值不断减小,其主要受到降水过程的影响;冬季结冰过程使得氢氧同位...     

香日德-柴达木河流域水体氢氧稳定同位素特征及影响因素研究

利用香日德-柴达木河流域的湖水、河水、地下水、井水、雪等不同水体59组样品,室内测试样品δ²H和δ¹⁸O值并对其特征进行分析,探讨其影响因素、氘盈余值（d-excess）及河水沿程变化等。结果表明：（1）香日德-柴达木河流域各水体氢氧同位素特征有差异,水循环过程中δ¹⁸O的富集程度为：湖水>冰>地下水>河水>井水>雪,河水和地下水水力联系紧密,流域各水体中河水和湖水的蒸发作用最强。（2）湖水δ²H和δ¹⁸O的最大值均在盆地底部的霍布逊湖,最小值均在上游东支河源冬给措纳湖,表明青藏高原北部湖水δ²H和δ¹⁸O比南部偏正,存在明显的高程效应。（3）河水δ²H和δ¹⁸O之间存在较显著的线性关系δ²H=4.93δ¹⁸O-29.6（R²=0.97）,氢氧同位素组分的富集主要受控于河流蒸发的影响,河水上游蒸发...     

基于蒸发皿实验的大气水汽氢氧稳定同位素模拟

大气水汽氢氧稳定同位素直接反映了水在大气中输送、混合和相变等过程的关键信息,通过蒸发皿实验可以模拟大气水汽氢氧稳定同位素组成,但模拟方法的可靠性仍需要实测资料的验证.于2019年9-11月在甘肃兰州进行了蒸发皿实验,对逐日大气水汽氢氧稳定同位素进行模拟,同期利用在线大气水汽氢氧稳定同位素分析仪进行实时监测从而对模拟结果...     

氢氧稳定同位素指示的呼和浩特地区土壤水的补给特征

土壤水中的氢氧稳定同位素特征包含了水在包气带中的迁移信息,因此,分析土壤水中的氢氧稳定同位素的变化特征可以追踪土壤水的迁移过程.文中主要对呼和浩特地区西南部两个孔的包气带土壤剖面中氢氧稳定同位素随深度的变化特征进行了分析,并对呼和浩特地区降水、土壤水和地下水之间的同位素组成进行了比较.结果表明:该区土壤表层的水中的δ2H和δ18O受到降水中的δ2H和δ18O的直接影响,同时受到蒸发作用的影响,同位素值产生富集,之后变化幅度逐渐减小,逐渐接近地下水中的同位素值,显示出土壤底部的水分与地下水的交换比较活跃;通过对比该区降水、土壤水和地下水的同位素值,发现该区土壤水的补给来源主要为降水,且降水的补给为季节性补给,补给季节主要是秋季.     

荒漠绿洲过渡带地下水氢氧稳定同位素、水化学特征及演化机理研究

地下水作为西北干旱区保障性的自然资源和战略性的经济资源,对维持地区生态平衡至关重要。随着工业化和城市化进程加快,对地下水的需求量骤升,同时不合理的开发利用也引起水质恶化、水位下降等环境问题凸显。探明地下水化学特征和演化机理,对防止其恶化,确保可持续利用至关重要。文中将多元统计方法、水化学方法及同位素技术相结合,分析典型干旱区地下水化学特征、氢氧稳定同位素特征,探讨其演化机理和不同因子的影响程度。结果表明：1)研究区地下水化学类型多达20种,主要水化学类型为Cl·SO₄-Na·Mg型(占比35.12%),其次为Cl·SO₄-Na型(占比20.83%)、Cl-Na型(占比11.90%),表明研究区的地下水化学类型受到成土母质、干旱气候的共同影响。同位素分析结果显示：区内浅层地下水受蒸发作用影响较大,且大气降水对地下水补给过程中受到了强烈的非平衡蒸发作用影响。2)相关性分析结果显示：NO^-₃、TP、TFe以及HCO^-₃与土地利用方式的相关性显著,耕地、园地的地下...     

西部降水氢氧稳定同位素温度及地理效应

本文基于IAEA和WMO建立的GNIP网降水资料,得出中国西部地区大气降水线方程(LMWL)为δ2H=7.56δ18O+5.05‰(VSMOW)。分析了降水中氢氧稳定同位素温度效应、地理效应,确定了降水中δ18O和δ2H与月平均气温、降水量、海拔高度、纬度的相关关系。根据张掖站降水δ18O与温度之间的相关关系和民勤地下水14C年龄和δ18O特征,初步重建了晚更新世以来民勤盆地地下水补给温度,并与惰性气体补给温度(NGT)进行了比较,其相关系数为0.65,晚更新世地下水的补给温度(据δ-T关系)较大,可能是没有考虑降水量效应的缘故。     

氢氧同位素测量差异及误差来源分析

水中氢氧稳定同位素(D、18O)是示踪水分过程的重要方法,但不同设备D、18O测量结果一致性有待探索.基于内蒙古乌拉特荒漠草原的同批植被、土壤样本,经抽提获得水样后,分别使用两种同位素仪(LGR和PICARRO)测量氢氧同位素.结果表明:1)LGR测量精度更高;2)D的两组测量结果差异不显著(R2= 0.98)、一致性...     

水化学和同位素示踪卫宁平原地下水沿河排泄

定量评价地表水地下水转化关系是管理和利用流域水资源的基础。通过在卫宁平原沿河采集36组地表水、地下水样品,基于水化学和氢氧稳定同位素特征分析了地下水和黄河的转化关系。建立了一维溶质对流运移方程并运用有限差分法求解,以Cl-和EC为拟合指标计算了地下水沿河排泄强度。结果表明:枯水期地下水以向黄河泄流为主,总排泄量为7.48m3/s,占黄河流量的2.13%。地下水排泄具空间变异,存在两段地下水强排泄区。水化学示踪模拟方法可以有效评价地下水沿河排泄及其空间变异,地下水样品的代表性、水量均衡要素的完备性和取样密度是影响评价精度的主要因素。     

皮山河绿洲带地下水水化学及同位素特征分析

为查明皮山河绿洲带内地下水水化学及同位素特征,分别在2016年7月、11月采集了研究区内具有代表性的地表水和地下水水样.通过对样品的水化学组成、离子比、Piper三线图、降水同位素特征及地下水同位素特征进行分析,可以发现:1)从出山口至沙漠边缘,在研究区内,沿地下水流向,地表水和地下水的矿化度增大,地下水化学类型由SO...     

石羊河下游青土湖大气降水氢氧同位素特征及水汽来源

青土湖属于季风边缘区内陆河尾闾封闭湖泊,以其生态脆弱性和气候敏感性是古气候、古环境等全球变化环境研究的理想区域。降水是干旱区生态系统水循环的重要输入因子,研究降水氢氧同位素特征及水汽来源对全球气候变化背景下青土湖水资源管理具有重要的理论和实践意义。基于氢氧稳定同位素技术,通过分析青土湖5月～10月6个月21个大气降水氢氧同位素组成及与环境因子的关系,结合HYSPLIT模型模拟大气降水气团传输途径和过程,判定该地区水汽来源。结果表明:5月-10月大气降水氢氧稳定同位素关系的线性方程LMWL为δD=6. 67δ~(18)O-1. 01(n=21,R2=0. 95);大气降水的δ~(18)O变化范围为-16. 97‰～3.23‰,平均值为-5. 36‰。δD的变化范围为-118. 36‰～15. 63‰,平均值为-36. 82‰。过量氘(d-excess)介于-23. 64～21. 93‰,均值为6. 03‰,低于全球平均值(10‰)。降水δ~(18)O与降雨量显著相关,但温度效应不显著。受西风水汽、局地人工季节性湖面蒸发和亚洲季风的影响,青土湖大气降水水汽来源的季节性明显,夏季主要来源于西风环流、东南季风及局地蒸发,秋季来源于西伯利亚和蒙古的极地大陆气团。连续多年生态补水形成的人工季节性湖面蒸发成为夏季降水水汽来源之一,对改善湖区生态环境具有重要的意义。     

塔什库尔干河流域河谷大气降水同位素特征与水汽输送路径

利用塔什库尔干河流域河谷2018年9月—2020年5月的降水事件的大气降水同位素数据,以及流域河谷代表性气象站点温度、降水、相对湿度等气象资料,分析降水中δ¹⁸O、δ²H和氘盈余(d-excess)变化特征,探讨影响因素,并基于拉格朗日后向轨迹模型(HYSPLIT)追踪解析流域河谷大气降水的水汽输送路径。结果表明：(1)降水δ²H、δ¹⁸O值总体上呈现夏季富集、冬季贫化的季节变化特征,且具有显著的温度效应(1.33‰·℃-1),但未见显著雨量效应;(2)局地大气降水线方程为δ²H=7.63δ¹⁸O-3.55,呈现出显著的干旱气候特征;(3)HYSPLIT模拟结果表明研究流域降水水汽主要受西风环流和局地水汽再循环影响,其中夏半年局地水汽蒸发占比54.09%,冬半年西方路径中较长距离输送占比45.53%。8月源自印度洋的水汽可绕过青藏高原到达研究区域。成果可为塔什库尔干河流域水资源管理和气候应对提供参考依据。     

稳定同位素技术在盐渍土研究中的应用

简要介绍了国内外稳定同位素技术在盐渍土研究与改良中的应用状况,指出稳定同位素技术在一定条件下可指示土壤盐渍化动态,并为研究盐渍土形成机制提供新方法,同时可作为筛选耐盐植物品种的指标.最后,展望了从单因素影响转向多因素综合影响来考虑稳定同位素技术在盐渍土研究与改良中的应用,以及与其他技术方法结合使用并进行对比,以期为干旱...     

亚洲中部高山降水稳定同位素空间分布特征

为了揭示中亚高山地区大气降水稳定同位素的时空分布特征,开展不同尺度下干旱区水文循环的研究,分析了亚洲中部天山、昆仑山、祁连山地区18个站点的降水氢氧稳定同位素资料。结果表明:天山、昆仑山和祁连山地区降水稳定同位素季节变化较为明显,表现出夏半年高、冬半年低的变化趋势。3个地区降水稳定同位素的空间分布也呈现出显著的季节差异。除昆仑山外,天山和祁连山大气降水线方程的斜率均低于全球大气降水线,说明这些地区的降水受到较强的蒸发影响。研究区各站点降水稳定同位素均呈显著的温度效应,区域内降水量效应不明显。春、夏季昆仑山地区3站点的降水δ^18O高程效应较明显,降水δ^18O随海拔上升而降低,其余地区没有明显的高程效应。除昆仑山地区西合休外,亚洲高山地区氘盈余(d值)总体表现出冬半年高,夏半年低的变化趋势。     

雅鲁藏布江中游地区地表水、地下水同位素特征及其指示作用

为了解雅鲁藏布江中游地区不同水体的补给来源以及相互补给关系,对该地区降水,地表水,地下水中的氢、氧稳定同位素进行了分析,以便对今后该地区的水资源评价和水污染研究提供科学依据.本研究共采集地表水、地下水水样57个.由于不同水体的稳定同位素组成受蒸发的影响,当地大气降水线的方程为δD=8.08δ18O+12.37,与全球大...     

甘肃梨园河流域地下水来源及其水化学特征

通过分析水化学与氢氧稳定同位素的关系,研究梨园河流域地下水的补给机理和水化学演化规律。地下水总溶解固体（TDS）自西南向东北递增,最大值为1 258 mg/L。沿流程方向,深层地下水的水化学类型由Ca-HCO₃→Ca-Mg-HCO₃、Mg-SO₄→Na-SO₄型。浅层地下水的水化学类型由Ca-HCO₃→Mg-HCO₃-SO₄→Mg-SO₄型。地表水的水化学类型无分异,主要为Ca-HCO₃型。深层和浅层地下水沿途均发生了水岩融滤作用。Na⁺含量沿程增大,一是地下水中Ca²⁺与岩石中Na⁺发生阳离子交换作用,二是硅酸盐矿物的风化作用产生Na+。Phreeqc软件模拟显示,深层地下水中方解石先沉淀后溶解;CO₂、石膏、白云石和岩盐溶解。浅层地下水中,方解石由不饱和逐渐变为饱和;石膏、岩盐一直溶解。地下水的δ²H和δ¹⁸O值大部分位于大气降水线上方,反应了山区现代降水或雪冰融水通过出山地表径流补给,交替更新快,且深层地下水向上补给浅层地下水和地表水。地表、地下水相互转化是该区水循环的主要特征。     

单体稳定同位素分析技术在有机污染物溯源中的应用研究进展

随着稳定同位素分析技术日趋发展完善,单体稳定同位素分析技术（compound-specific isotope analysis,CSIA）作为一种高分辨率、高灵敏度的同位素分析技术手段已逐渐受到关注。目前CSIA技术在有机污染物溯源方面的研究应用主要集中于卤代烃类、多环芳烃类及甲基叔丁基醚等,其在农药溯源领域的应用尚待研究开发。文章对CSIA技术在卤代烃类、多环芳烃类及甲基叔丁基醚等有机污染物溯源中的应用研究进展进行了总结与综述,讨论了该技术目前存在的问题,并分析了其在农药残留污染物溯源方面的应用前景,以期为CSIA技术在食品（特别是农产品）中农药残留污染溯源方面的开发应用提供参考。