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摘要：利用同位素技术，可以准确的找出水资源污染物的来源，并且能够准确的分析出其形成过程，本文就从同位素的概念与同位素示踪、稳定同位素的分析技术、环境同位素在降水中的研究等方面进行了一定的探讨，希望能够给相关的工作人员带来一些思考与建议。
关键词：同位素技术；水环境科学；应用研究
1同位素的概念与同位素示踪
1.1同位素的概念
自然自然界中的水分会发生一系列的化学与物理反应，例如水分的蒸发遇冷凝过程。同时组成水分子的主要元素----氢元素与氧元素的物理性质有很大的差别。组成同位素的分子之间都存在着或多或少的物理差异与化学差异，并且地球在自转、生长以及发生各种地质活动的过程中，都会使同位素的分子发生一定的变化。所以同位素分子组成在不同的化合物之间的分布存在着不均匀的现象，这种现象就是同位素的分馏。通过相关人员的研究数据表明，通过分析不同环境中同位素元素的变化过程，可以进一步的跟踪其水体污染物来源的形成与转移的方式。例如一些具有放射性的同位素----碳214。碳214在自然界可以直接获得，也可以人工制造获得。自然界中的天然碳214主要是在空气的平流层与对流层之间的过渡地带形成。而人工合成的碳214主要形成于20世纪60年代的人工核反应中。因为碳214具有放射性，所以碳214在被进行一定的特征标记后，经常被作为追踪水环境中污染物来源的指示剂。
1.2同位素示踪
作为同位素示踪，就是同位素被作为失踪剂追踪水体污染物来源的形成以及转移过程，在一定程度上，同位素示踪方法对于评估地下水的开发与利用价值具有着非常重要的意义。同位素示踪方法，通常也与其他技术相互联系，例如水文化，水文地质，物理参数测定，数值模拟等等，通过这些技术之间的相互配合能够准确的分析并且研究地下水流系统机制。在研究水环境科学时，水环境测量仪器经常会受到环境的限制，这时就需要利用通过人工释放同位素进行水环境污染元素追踪，具体方法就是人工投射一种放射性物质到水体中，在放射性物质上标定特殊的记号，然后追踪该放射性物质的转移过程，通过该放射性物质的转移过程来研究地下水与地表水之间的相互联系。
1.3同位素的分馏
组成同位素的分子之间都存在着或多或少的物理差异与化学差异，并且地球在自转生长以及发生各种地质活动的过程中，都会使同位素的分子发生一定的变化。所以同位素分子组成在不同的化合物之间的分布存在着不均匀的现象，这种现象就是同位素的分馏。同位素分馏是同位素效应最基础的体现，同位素分馏已经被广泛的应用于水环境科学中定量定性分析水体中污染物来源的过程。
2稳定同位素的分析技术
稳定同位素的分析技术一般就是由气相色谱法、核磁共振谱法、质谱法、气相色谱法、中子活化分析法、光谱法这六种基本分析方法组成，这六种方法也各有各的优点与缺点。下文就针对这六种方法进行了一定的对比与分析。
其中，再通过质谱法分析同位素的组成时，首先要将需被分析的同位素样品进行一定的电离，例如热电力电离，激光照射电离，粒子流轰机电离等等。经过电离处理后的同位素样品要被放入质谱检测器中检测同位素中气体，固体的质谱组成，进而进行下一步的同位素的质量与定性分析。质谱法分析同位素具有种类较多，分析结果较为准确种种优点，目前已经成为我国最常用的检查同位素的方法之一。同位素及其相对应的化合物在流动相中存留的时间不尽相同，而气相色谱法就是利用同位素的这一特点进行的，在同位素及其化合物已经进行了分离之后，在利用用气相色谱法对其进行进一步的检测与分析。另一种方法，活化分析法就是通过带有一定质量的带电粒子，中子或是高能量的光子等对同位素分子进行一定的轰击测试，轰击测试后再测试核反应中同位素分子释放出的辐射能量，以此基础上在对同位素分子进行定量与定性分析。
另外同位素还有一点特征就是同位素效应会改变其组成分子及其化合物的波长长短及光伏变化，针对同位素这一特点，光谱分析法就应运而生。最后探针质谱法的同位素检测方法较为简单，更符合现代化的过程精简、操作精确度高的技术要求，因此探针质谱法正逐渐被大多数人所接受，并逐渐成为我国研究同位素的热点方法之一。
3环境同位素在降水中的研究
3.1同位素在大气降水中的组成及规律分布
同位素在大气降水中的组成会受到一系列的干扰，例如降水过程中的水汽来源，雨滴凝结时的温度高低等，并且不同地区的降雨中同位素的分布组成也不尽相同，并且同位素会根据地形气候地理环境的差异而引发一系列的变化。例如，同位素具有较为明显的大陆效应，当同位素距离陆地面积较近时，其同位素分馏系数较大，距离海岸线越近，其同位素分馏系数也就越小。另外，空气与降水温度也一定程度的影响着同位素的分馏系数，温度越高，同位素分馏系数也就越大。
针对于全球越来越匮乏的水资源现状，已经是人类社会面临的极具挑战性的问题，合理开发与的利用水资源水资源的循环基础，环境同位素示踪技术的应用为研究水循环提供了新的技术科技手段。目前我国研究水环境循环机制还比较传统单一，并没有将地球的水环境联系起来。所以目前我国还没有开展整体五水转化的同位素技术利用，但是，环境同位素在五水（大气降水、地表水、地下水、土壤水、植被水）的应用研究已经是我国在水环境科学研究中的主流趋势所在。相关人员通过研究同位素在五水循环中的变化过程，从而研究干旱地区植被建设中的吸水现象、植被恢复等科学性问题，为生态建设的保护与管理与恢复提供针对性的科学解决方案。
3.2稳定同位素在水环境科学中的应用
所谓稳定同位素，就是指该同位素在水环境污染源中的组成成分十分稳定，不易受到外界的干扰而发生改变，并且稳定同位素往往有着较高的精确度及分析结果，误差十分小甚至可以忽略不计。此外稳定同位素不具有辐射与放射性，稳定同位素不会对水环境造成化学污染与二次污染，所以稳定同位素分析法已经成为正在逐步向生态环境最大化迈步的我国的主流研究水环境科学中污染源的来源及组成分析过程中的主流方法。并且我国的应用于水环境污染源监测的指示剂已经逐步由以往的具有辐射放射性的指示剂逐步转化为不具有放射性与化学辐射的同位素指示剂。
碳元素与铅元素是水环境科学中应用较为广泛的稳定同位素。碳元素，铅元素，硫元素一般是被作为示踪剂来追踪及分析水环境中污染物的来源，并且相关人员通过分析计算示踪剂在水环境污染物中停留的时间以及其路径的转变，可以进一步的分析出污染物的来源及形成变化过程。
3.3三水转化中环境同位素的应用研究。
水环境系统主要由地表水，地下水及大气降水组成，这三种水体之间的相互联系与转变就是水环境系统的循环过程，深入了解研究三水之间的相互联系与转化关系是我国合理开发利用研究水资源的重要前提，环境同位素在三水整化中的应用研究已经被广泛的应用于水环境科学的研究工作中。
结束语
利用同位素技术，可以准确的找出水资源污染物的来源，并且能够准确的分析出其形成过程。在全球降水中利用环境同位素以及其相映的气象要素进行一定的追踪与分析，可以准确的找出水资源中污染物的来源问题，进而可以针对性的解决我国水环境科学正在面临的难题。
参考文献
[1]联合国教科文组织1联合国世界水资源评价计划，大众的水，生命的水：世界水资源开发报告（英文版）[M]1巴黎：联合国教科文组织与BERG H AH NBOOK S出版社联合出版，2017，31.
[2]章光新，何岩，邓伟.同位素D和18O在水环境中的应用研究进展[J]，干旱区研究，2017，31（3）：225-229.
[3]林祚顶，同位素技术在水文水资源领域的应用[J].水利水电技术，2018，34（7）：6-8.