地下水
地下水是最大的人类淡水来源。同位素技术通过利用地下水中天然存在的稳定和放射性同位素,确定地下水的来源和补充率。
在全世界可用淡水资源中,地下水占30%,另有69%被冻结在两极冰盖中,而河流湖泊所含淡水仅占1%。地下水往往深藏在含水层、渗水岩层和沉积层中,需要利用抽水井获取。通常,含水层会是可再生的水资源,通过数百年到数千年的降雨渗透慢慢补给。
全球人口日益增长,同时,农业工业用水加剧,导致对地下水的需求不断增加。许多地区的水务管理人员不得不应对可用含水层过度开发问题,经常需要依赖于古老的深层地下水源获得可靠的淡水供应。另外,农业、工业或城市活动等导致污染物和有毒物质涌入地下水,也带来了威胁。
科学评估含水层的来源和补充率对于实现含水层长期可靠的水源功能至关重要。地下水中天然存在的稳定和放射性同位素可用于获得有关地下水来源和补充率的更多信息。水中同位素(氢、氧)、放射性同位素(氚)、溶解碳(碳-14)和惰性气体(氦-3、氦-4和氪-81)可用于估算地下水年龄。
由于含水层污染极难修复,因此应对地下水污染也更加复杂。稳定和放射性同位素示踪剂(氮-15、碳-13和氚)有助于确定含水层系统内的污染物来源,并量化污染物的转化和生物降解。