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文檔簡介

1、地下水污染同位素源解析技術(shù)指南目次 HYPERLINK l _TOC_250029 第一章 總則1 HYPERLINK l _TOC_250028 編制目的1 HYPERLINK l _TOC_250027 適用范圍1 HYPERLINK l _TOC_250026 編制依據(jù)1 HYPERLINK l _TOC_250025 術(shù)語與定義2 HYPERLINK l _TOC_250024 指導(dǎo)原則3 HYPERLINK l _TOC_250023 組織編制單位3 HYPERLINK l _TOC_250022 第二章 工作內(nèi)容及流程5 HYPERLINK l _TOC_250021 工作內(nèi)容5

2、HYPERLINK l _TOC_250020 工作流程5 HYPERLINK l _TOC_250019 第三章 調(diào)查范圍確定7 HYPERLINK l _TOC_250018 工作目標(biāo)與流程7 HYPERLINK l _TOC_250017 資料收集7 HYPERLINK l _TOC_250016 水文地質(zhì)條件分析7 HYPERLINK l _TOC_250015 地下水污染現(xiàn)狀分析8 HYPERLINK l _TOC_250014 信息核實(shí)8 HYPERLINK l _TOC_250013 第四章 布點(diǎn)采樣9 HYPERLINK l _TOC_250012 工作目標(biāo)與流程9 HYPER

3、LINK l _TOC_250011 同位素及水化學(xué)組合遴選9 HYPERLINK l _TOC_250010 采樣方案設(shè)計(jì)10 HYPERLINK l _TOC_250009 樣品采集與測試11 HYPERLINK l _TOC_250008 質(zhì)量控制11 HYPERLINK l _TOC_250007 第五章 污染源解析12 HYPERLINK l _TOC_250006 工作目標(biāo)12 HYPERLINK l _TOC_250005 污染源識別12 HYPERLINK l _TOC_250004 污染源貢獻(xiàn)率確定13 HYPERLINK l _TOC_250003 第六章 技術(shù)成果編制15

4、 HYPERLINK l _TOC_250002 6.1 技術(shù)報告15 HYPERLINK l _TOC_250001 6.2 圖件15 HYPERLINK l _TOC_250000 6.3 數(shù)據(jù)表格16附錄 A 地下水污染同位素源解析資料收集及整理要求171附錄 B 同位素樣品采集和測試方法及質(zhì)量控制18附錄 C 地下水典型同位素數(shù)據(jù)解譯29附錄 D 技術(shù)成果編制大綱502地下水污染同位素源解析技術(shù)指南(試行)第一章 總則編制目的為貫徹落實(shí)地下水管理?xiàng)l例“十四五”土壤、地下水和農(nóng)村生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃,推進(jìn)我國地下水污染防治工作,發(fā)揮同位素源解析技術(shù)在地下水污染調(diào)查評估中的作用,加強(qiáng)同位素相關(guān)

5、技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)性和規(guī)范性,根據(jù)相關(guān)法規(guī),編制地下水污染同位素源解析技術(shù)指南(試行)(以下簡稱指南)。適用范圍本指南適用于利用地下水污染物中穩(wěn)定同位素所做的地下水污染源解析工作,該污染物同位素應(yīng)具備成熟的測試技術(shù)。本指南可供地表水污染同位素源解析參考。編制依據(jù)本指南內(nèi)容引用了下列文件中的條款。凡是未注明日期的引用文件,其有效版本適用于本指南。GB 5749 生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB/T 14157 水文地質(zhì)術(shù)語GB/T 14848 地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)HJ 25.1 建設(shè)用地土壤污染狀況調(diào)查技術(shù)導(dǎo)則HJ 164 地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范HJ 493 水質(zhì)采樣樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定HJ 494 水質(zhì)采樣技

6、術(shù)指導(dǎo) 1HJ/T 166 土壤環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范地下水環(huán)境狀況調(diào)查評價工作指南(環(huán)辦土壤函2019770 號)術(shù)語與定義下列術(shù)語和定義適用于本技術(shù)指南。水-巖相互作用地質(zhì)作用過程中,水溶液和巖石在巖石固相線以下的溫度、壓力范圍內(nèi)進(jìn)行的各種化學(xué)反應(yīng)。同位素質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同核素。穩(wěn)定同位素核素中迄今尚未發(fā)現(xiàn)有自發(fā)衰變現(xiàn)象的同位素,或無可測放射性的同位素。放射性同位素核素中具有放射性的同位素,即能夠自發(fā)地放射出粒子,發(fā)生衰變而形成另一種同位素的核素。半衰期放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變時所需要的時間。同位素豐度某一同位素在自然界或某種物質(zhì)中的相對于該元素的所有同位素的含量,以

7、原子數(shù)的百分比計(jì)。同位素比值某一元素的重同位素與輕同位素在單位物質(zhì)中的原子數(shù)之比。 2 值樣品中某元素的同位素比值相對于標(biāo)準(zhǔn)樣品的同位素比值的千分偏差。同位素分餾某元素的同位素在物理、化學(xué)、生物等因素影響下以不同比例分配于不同物質(zhì)或同一物質(zhì)的不同相態(tài)之中的現(xiàn)象。瑞利分餾在開放體系中,反應(yīng)產(chǎn)物一旦形成后,馬上從系統(tǒng)中分離開或?qū)嶋H上停止了與系統(tǒng)中物質(zhì)的同位素交換作用,從而產(chǎn)生同位素分餾效應(yīng)的過程。地下水年齡水在含水層中滯留的時間,即大氣降水或地表水從進(jìn)入地下徑流時起,到取樣時止,在透水巖層的裂隙和孔隙中滯留的時間。指導(dǎo)原則針對性原則:主要針對地下水中的污染物存在的穩(wěn)定同位素,且該同位素測試技術(shù)成熟

8、的地下水污染源解析。規(guī)范性原則:采用程序化和系統(tǒng)化的方式規(guī)范地下水污染來源同位素解析技術(shù)工作流程,保證源解析過程規(guī)范??刹僮餍栽瓌t:基于當(dāng)前科技發(fā)展和專業(yè)技術(shù)水平, 綜合考慮技術(shù)要求、時間和經(jīng)費(fèi)等因素,使解析過程切實(shí)可行, 滿足地下水污染同位素源解析工作的要求。組織編制單位本指南由生態(tài)環(huán)境部土壤生態(tài)環(huán)境司組織,生態(tài)環(huán)境部土壤與農(nóng)業(yè)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境監(jiān)管技術(shù)中心、生態(tài)環(huán)境部環(huán)境規(guī)劃院、中 3國地質(zhì)大學(xué)(武漢)、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所、吉林大學(xué)共同起草編制。 4第二章 工作內(nèi)容及流程工作內(nèi)容借助同位素技術(shù),精確識別地下水污染源及其貢獻(xiàn)。具體包括以下四個方面的內(nèi)容。調(diào)查范圍確定通過資料收集、水文地

9、質(zhì)條件分析、地下水化學(xué)特征分析、地下水污染現(xiàn)狀分析,識別工作區(qū)水文地質(zhì)條件和地下水污染現(xiàn)狀,確定污染源解析工作范圍,為污染源解析工作做準(zhǔn)備。布點(diǎn)采樣選擇適宜的同位素和水化學(xué)指標(biāo),通過調(diào)查、取樣、測試等工作,準(zhǔn)確獲取地下水及潛在污染源的同位素和水化學(xué)數(shù)據(jù)。包括污染物同位素及水化學(xué)組合遴選、采樣方案設(shè)計(jì)、樣品采集及測試。污染源解析利用多元同位素關(guān)系圖或同位素-水化學(xué)指標(biāo)關(guān)系圖等分析解譯同位素及水化學(xué)數(shù)據(jù),解析地下水污染來源并確定各污染源的貢獻(xiàn)率。技術(shù)成果編制技術(shù)成果應(yīng)完整體現(xiàn)地下水污染同位素源解析的全部工作, 包括技術(shù)報告、相關(guān)附表和附圖的編制。工作流程地下水污染同位素源解析工作流程見圖 2-1。

10、 5調(diào)查范圍確定布點(diǎn)采樣水文地質(zhì)條件分析地下水污染現(xiàn)狀分析技術(shù)成果編制資料收集技術(shù)報告編寫附表和附圖編制污染源貢獻(xiàn)率計(jì)算數(shù)據(jù)解譯樣品采集及測試采樣方案設(shè)計(jì)同位素和水化學(xué)組合遴選信息核實(shí)污染源解析圖 2-1 地下水污染同位素源解析工作流程圖 6第三章 調(diào)查范圍確定工作目標(biāo)與流程工作目標(biāo)分析工作區(qū)水文地質(zhì)條件、地下水污染狀況和潛在污染源現(xiàn)狀,確定調(diào)查范圍,為地下水污染同位素源解析工作做準(zhǔn)備。工作流程確定調(diào)查范圍包括以下四個步驟:資料收集、水文地質(zhì)條件分析、地下水污染現(xiàn)狀分析、信息核實(shí)。資料收集收集水文地質(zhì)條件、地下水化學(xué)特征、地下水污染現(xiàn)狀、潛 在污染源特征和分布等資料。資料的具體要求和類型詳見附

11、錄 A。水文地質(zhì)條件分析結(jié)合收集的資料,分析地質(zhì)與水文地質(zhì)條件,明確以下內(nèi)容:地下水系統(tǒng)三維介質(zhì)結(jié)構(gòu)特征,含水層巖性和分布特征;地下水系統(tǒng)邊界,地下水補(bǔ)給、徑流和排泄條件;地下水的水量、水質(zhì)、水位及其時空變化規(guī)律;目標(biāo)含水層主要水文地質(zhì)參數(shù)。對于未開展過水文地質(zhì)調(diào)查工作或已開展的水文地質(zhì)調(diào)查工作未能查明水文地質(zhì)條件的,需開展水文地質(zhì)補(bǔ)充調(diào)查。若常規(guī)水文地質(zhì)調(diào)查技術(shù)不足以查清地下水系統(tǒng)特征,可結(jié)合同位素(2H-18O、3H-3He、14C、36Cl、81Kr、87Sr/86Sr)開展輔助調(diào)查, 具體方法詳見附錄B 和附錄C。 7地下水污染現(xiàn)狀分析通過對地下水環(huán)境狀況調(diào)查資料分析,明確地下水的污染

12、狀況,包括:了解潛在污染源的特點(diǎn)及分布,分析潛在的污染源;查明地下水主要污染物、污染程度、污染羽的分布等;分析工作區(qū)土壤、底泥、地下水和地表水等污染現(xiàn)狀,初步判斷地下水潛在污染途徑。對于未開展過地下水環(huán)境狀況調(diào)查評價的,需參考地下水環(huán)境狀況調(diào)查評價工作指南(環(huán)辦土壤函2019770 號), 開展補(bǔ)充調(diào)查。信息核實(shí)根據(jù)水文地質(zhì)條件、地下水污染現(xiàn)狀和污染源信息等資料, 通過現(xiàn)場踏勘,核實(shí)工作區(qū)及周邊環(huán)境信息,確定地下水污染同位素源解析的調(diào)查范圍。 8第四章 布點(diǎn)采樣工作目標(biāo)與流程工作目標(biāo)選擇適合的污染物同位素和水化學(xué)指標(biāo),制定布點(diǎn)采樣方案, 準(zhǔn)確獲取地下水及潛在污染源的同位素及水化學(xué)數(shù)據(jù)。工作流程

13、同位素及水化學(xué)數(shù)據(jù)獲取工作包括以下三個步驟:污染物同位素及水化學(xué)指標(biāo)組合遴選、采樣方案設(shè)計(jì)、樣品采集與測試。同位素及水化學(xué)組合遴選綜合考慮地下水污染物類型(無機(jī)鹽、重金屬、有機(jī)物)和地下水污染特點(diǎn)(單一污染、復(fù)合污染),結(jié)合有關(guān)同位素的應(yīng)用原理及適用條件,確定適宜的同位素和水化學(xué)指標(biāo)組合。常見地下水污染物的同位素和水化學(xué)指標(biāo)組合見表 4-1。相關(guān)污染物同位素的應(yīng)用原理詳見附錄C。表 4-1 常見污染物的同位素和水化學(xué)指標(biāo)組合污染物同位素主要水化學(xué)指標(biāo)無機(jī)鹽硝酸鹽15N-NO3-、18O-NO3-NO3-、SO42-、Cl-、NO2-、NH4+硫酸鹽34S-SO42-、18O-SO42-SO42

14、-氯化物37ClCl-、K+、Na+、SO42-、NO3-重金屬鉻 53Cr總 Cr、Cr()鉛208Pb/206Pb 、206Pb/207Pb208Pb/204Pb 、206Pb/204PbPb有機(jī)物鹵代烴有機(jī)單體穩(wěn)定同位素(13C、2H、37Cl、81Br)特征鹵代有機(jī)污染物及可能的降解產(chǎn)物非鹵代烴有機(jī)單體穩(wěn)定同位素(13C、2H)特征非鹵代有機(jī)污染物及可能的降解產(chǎn)物 9采樣方案設(shè)計(jì)根據(jù)調(diào)查區(qū)范圍和水文地質(zhì)條件確定采樣方案,具體內(nèi)容可參考地下水環(huán)境狀況調(diào)查評價工作指南(環(huán)辦土壤函2019770 號)執(zhí)行。地下水采樣以淺層地下水為主,同時兼顧與目標(biāo)含水層存在水力聯(lián)系的深層地下水和地表水。對于

15、水文地質(zhì)條件復(fù)雜或存在多個含水層的工作區(qū),需根據(jù)實(shí)際情況增加監(jiān)測層位和監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量。一般沿地下水流向與垂直地下水流向布設(shè)監(jiān)測點(diǎn),包括位于潛在污染源上游的對照點(diǎn)及下游不同濃度污染物分布區(qū)的地下水污染監(jiān)測點(diǎn)。根據(jù)潛在污染源的性質(zhì),采集有代表性的污染源樣品。包括液體樣品(如工業(yè)企業(yè)污水、礦坑排水、垃圾填埋場滲濾液等)、固體樣品(生產(chǎn)原料、產(chǎn)品、固體廢棄物、污染土壤或沉積物等)或氣體樣品(如工業(yè)廢氣)。工業(yè)和生活污水可在排污口直接采集,固體污染源樣品、氣體污染源樣品在潛在污染源周邊就近采集。各潛在污染源需采集至少 1 個樣品。潛在污染源為點(diǎn)源時,每個潛在污染源周邊至少布設(shè)5 個地下水監(jiān)測點(diǎn),其中垂直于地

16、下水流向呈扇形布設(shè)不少于 3個監(jiān)測點(diǎn),在潛在污染源兩側(cè)各布設(shè) 1 個監(jiān)測點(diǎn);潛在污染源內(nèi)部監(jiān)測點(diǎn)要求不少于 12 個/km2,重點(diǎn)關(guān)注可能造成污染的區(qū)域。潛在污染源為面源時,可采用網(wǎng)格法、系統(tǒng)隨機(jī)布點(diǎn)法等布設(shè)方法。一般至少布設(shè) 1 條沿地下水流向的縱向監(jiān)測線和3 條垂直地下水流向的橫向監(jiān)測線。每條監(jiān)測線上至少 57 個監(jiān)測點(diǎn),縱向剖面監(jiān)測點(diǎn)可適當(dāng)加密。面積大于 100 km2 的潛在 10 污染源,監(jiān)測點(diǎn)不少于 20 個,且面積以 100 km2 為起點(diǎn),每增加 15 km2,監(jiān)測點(diǎn)數(shù)量增加 1 個。樣品采集與測試樣品采集地下水采樣方法參考地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(HJ 164)。同位素樣品采集

17、和保存方法詳見附錄B。樣品測試委托有資質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行樣品測試。測試指標(biāo)包括特征污染物指標(biāo)和同位素組成。同位素測試方法詳見附錄B。質(zhì)量控制樣品采集和測試的質(zhì)量控制具體要求參考附錄 B 和地下水環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范(HJ 164)。 11 第五章 污染源解析工作目標(biāo)通過解譯同位素及水化學(xué)數(shù)據(jù),確定地下水污染源及貢獻(xiàn)率。污染源識別結(jié)合潛在污染源可能的污染途徑,分析同位素及水化學(xué)數(shù)據(jù), 識別地下水污染源。具體步驟如下:43基于地下水污染現(xiàn)狀分析結(jié)果,結(jié)合具有代表意義的水化學(xué)指標(biāo)(如氧化還原電位、Na+、Cl-、SO 2-、污染物的降解產(chǎn)物等),利用統(tǒng)計(jì)方法(如相關(guān)性分析、因子分析等)、不同離子比值(如 N

18、O -/Cl-、Na+/Cl-、Cl-/Mg2+)、水文地球化學(xué)模擬等方法開展分析,識別特征污染物在包氣帶-地下水中的擴(kuò)散趨勢及其轉(zhuǎn)化過程,確定轉(zhuǎn)化過程對污染物同位素分餾的影響。根據(jù)地下水和潛在污染源中污染物同位素和水化學(xué)組成,繪制相應(yīng)的多元同位素關(guān)系圖或同位素-水化學(xué)指標(biāo)關(guān)系圖3(如 15N-NO -關(guān)系圖、15N-18O 關(guān)系圖、34S-18O 關(guān)系圖、37Cl-Na+/Cl- 關(guān)系圖、37Cl-Cl- 關(guān)系圖、53Cr-Cr(VI) 關(guān)系圖、(206Pb/207Pb)-(208Pb/206Pb)關(guān)系圖、13C-2H 關(guān)系圖等)。在多元同位素關(guān)系圖或同位素-水化學(xué)指標(biāo)關(guān)系圖中, 對比地下水

19、中污染物和潛在污染源的同位素及水化學(xué)值域范圍, 基于地下水中污染物的轉(zhuǎn)化過程反向推導(dǎo)其初始同位素組成,并結(jié)合污染途徑分析結(jié)果及區(qū)域?qū)嶋H情況(含水層巖性、土地利用類型等)綜合校驗(yàn),識別地下水污染源。常見地下水污染物同位素及水化學(xué)數(shù)據(jù)分析方法詳見 12 附錄 C 和地下水環(huán)境狀況調(diào)查評價工作指南(環(huán)辦土壤函2019770 號)。污染源貢獻(xiàn)率確定評價包氣帶-地下水中污染物遷移過程對同位素分餾的影響。若影響顯著,則可基于瑞利分餾模型(式 5-1 和式 5-2),根據(jù) 污染物的轉(zhuǎn)化過程反向推導(dǎo)污染物的初始同位素組成;若影響不 顯著,則地下水中污染物的同位素組成即可作為其初始同位素組 成。Rt = f(a

20、-1)(5-1)RO式中:Rt污染物在t 時刻的穩(wěn)定同位素比值;R0污染物初始同位素比值;f污染物在t時刻和0時刻的質(zhì)量濃度比(C/C0),可實(shí)測獲??;同位素分餾因子,可采用經(jīng)驗(yàn)值。由同位素分餾因子和同位素富集系數(shù)定義可得:10-38+11000ln ( 反應(yīng)物,t) = Elnf(5-2)10-38反應(yīng)物,O+1式中: 反應(yīng)物,t地下水中污染物的同位素比值的千分偏差;反應(yīng)物,0污染物初始同位素比值的千分偏差;同位素富集系數(shù),可采用經(jīng)驗(yàn)值?;谕凰鼗旌夏P停鶕?jù)地下水中污染物的初始同位素組成以及識別出的污染源的同位素組成,計(jì)算各主要污染源對地下水污染的貢獻(xiàn)率,同時計(jì)算該過程的不確定性。計(jì)算方

21、法示例如下: 13 當(dāng)存在兩個主要污染源時:Ms=f1M1+f2M2(5-3)f1+f2=1(5-4)當(dāng)存在三個主要污染源時:Ms=f1M1+f2M2+f3M3(5-5)Ns=f1N1+f2N2+f3N3(5-6)f1+f2+f3=1(5-7)其中:Ms地下水中特征污染物的某一種元素的同位素比值,M1、M2、M3 分別為主要污染源的該種同位素比值;Ns地下水中特征污染物的另一種元素的同位素比值,N1、N2、N3分別為主要污染源的該種同位素比值;f1、f2、f3分別為主要污染源的貢獻(xiàn)率。若測試數(shù)據(jù)結(jié)果以值表示時,公式中的 M 和 N 則代表對應(yīng)元素的值。該過程可基于同位素混合模型計(jì)算實(shí)現(xiàn)。 14

22、 第六章 技術(shù)成果編制技術(shù)報告技術(shù)報告編寫應(yīng)包括總論、工作區(qū)概況、工作部署、樣品采集與測試、污染源解析、存在問題與建議等。地下水污染同位素源解析報告編寫提綱按照附錄D 執(zhí)行。報告要求綜合利用、充分反映同位素源解析所取得的成果, 以地下水系統(tǒng)、水文地球化學(xué)理論為依據(jù),建立地下水污染概念模型,通過分析及模擬計(jì)算,解析地下水污染來源及貢獻(xiàn)率。圖件將污染源分布情況、地下水污染分布特征和地下水流場等成 果,通過規(guī)范的方法、步驟和統(tǒng)一的圖例在圖面上綜合表示出來, 形成一套重點(diǎn)突出、圖面清晰、層次分明、實(shí)用易讀的圖件。圖 件比例尺根據(jù)工作區(qū)范圍確定,并用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行數(shù)字化編圖。主要附圖包括:土地利用類型分

23、布圖;水文地質(zhì)平面圖和剖面圖;地下水等水位線圖;潛在污染源平面分布圖;污染物濃度等值線圖或空間分布圖(須附編制依據(jù));采樣點(diǎn)平面位置圖(涵蓋所有地下水、地表水和土壤采樣點(diǎn));其它(地理位置圖、周邊關(guān)系圖、照片等)。 15 數(shù)據(jù)表格主要污染物一覽表,包括采樣點(diǎn)位置、監(jiān)測井(飲用水井)深度等;采樣點(diǎn)水化學(xué)和同位素分析結(jié)果一覽表;潛在污染源分布位置一覽表。 16 附錄 A(資料性附錄)地下水污染同位素源解析資料收集及整理要求A1 資料內(nèi)容資料收集內(nèi)容主要包括:工作區(qū)基礎(chǔ)信息、水文地質(zhì)信息、地下水污染信息和潛在污染源信息?;A(chǔ)信息區(qū)域自然地理、水文、地形、地貌、土地利用現(xiàn)狀、供水井和監(jiān)測井信息等。水文

24、地質(zhì)信息含水層與隔水層的巖性、空間分布等特征;地下水的水位埋深、水位動態(tài)變化規(guī)律;地下水流向、流速;地下水的補(bǔ)給來源、徑流途徑、排泄方式、水質(zhì)、水量;鉆孔信息;地下水主開采層位、開采井、開采量;與地下水存在水力聯(lián)系的地表水體分布等;巖溶地下水需調(diào)查區(qū)域巖溶管道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。地下水污染信息地下水污染物的組成和含量、污染的層位、污染的范圍、不同污染物的空間分布規(guī)律及賦存形態(tài)等。潛在污染源信息污染源位置、污染物及其分布規(guī)律;潛在污染途徑;主要監(jiān)控措施;地表水體污染狀況; 海水入侵狀況等。A2 資料類型資料類型包括研究報告、圖件、數(shù)據(jù)及其它。研究報告區(qū)域水文地質(zhì)勘查報告;區(qū)域地下水資源及相關(guān)環(huán)境問題調(diào)查與

25、評價報告;水源地保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)報告;水源地供水勘查報告;地下水環(huán)境狀況調(diào)查評價報告等。圖件工作區(qū)地形圖;區(qū)域水文地質(zhì)圖(平面圖,剖面圖)(建議1:5 萬);不同巖性或不同地質(zhì)年代巖層等厚線圖;工作區(qū)內(nèi)開采井、監(jiān)測井井孔結(jié)構(gòu)柱狀圖;工作區(qū)內(nèi)開采井、監(jiān)測井平面分布圖;暗河巖溶管道系統(tǒng)平面圖和剖面圖;近幾年的地下水等水位線圖;工作區(qū)內(nèi)污染源分布圖(建議1:5 萬)等。數(shù)據(jù)工作區(qū)內(nèi)地下水位監(jiān)測數(shù)據(jù);工作區(qū)內(nèi)地下水水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)等。 17 附錄 B(資料性附錄)同位素樣品采集和測試方法及質(zhì)量控制B1 同位素樣品常用采集和測試方法匯總各種同位素的水樣采集和常用測試方法見表 B1-1。方法詳細(xì)介紹見下文。表

26、B1-1 同位素樣品采集及測試方法匯總同位素測試方法常用測試儀器采樣量采樣瓶是否過濾是否加酸備注2H、18O光譜法或質(zhì)譜法液態(tài)水同位素分析儀(IWA-35-EP、Picarro L2130-i)、氣體穩(wěn)定同位素比值質(zhì)譜儀(如MAT-253)50100 mL高密度聚乙烯瓶或玻璃瓶0.45 m微孔濾膜否不留頂 空,立即密封87Sr/86Sr質(zhì)譜法熱電離質(zhì)譜儀(TIMS)、多接收電感耦合等離子體質(zhì) 譜儀(MC-ICP-MS)地下水、河水:0.5 L;融雪水:23 L高密度聚乙烯瓶0.45 m微孔濾膜優(yōu)級純 HNO3 酸化至 pH 2不留頂 空,立即密封3H計(jì)數(shù)法液體閃爍計(jì)數(shù)儀(LSC)需電解濃縮:取

27、500 mL; 不需要濃縮:取50 mL高密度聚乙烯瓶0.45 m微孔濾膜否不留頂 空,立即密封14C(溶解性 無 機(jī) 碳,DIC)計(jì)數(shù)法液體閃爍計(jì)數(shù)儀(LSC)V=12500/YV 為最小采水量(L),Y 為水中的 DIC 含量(mg/L)一般為大容器(如25 L塑料桶等)否否,若水中溶解性有機(jī)碳(DOC)含量較高,需加入少量飽和HgCl2 溶液(或NaN3)避免大量空氣混 入,不留頂空,立即密封質(zhì)譜法加速器質(zhì)譜儀(AMS)保證所取水樣含 5 mg 碳高密度聚乙烯瓶或玻璃瓶36Cl計(jì)數(shù)法液體閃爍計(jì)數(shù)儀(LSC)15 L高密度聚乙烯瓶否否不留頂 空,立即密封質(zhì)譜法加速器質(zhì)譜儀(AMS)81Kr

28、原子阱痕量分析法(ATTA)原子阱痕量分析裝置100200 L 水樣脫氣處理,野外現(xiàn)場取氣量約5 L標(biāo)準(zhǔn)氣體罐否否密封15N、18O質(zhì)譜法元素分析儀-氣體穩(wěn)定同位素比值質(zhì)譜儀(EA-IRMS,如EA-MAT-253)一般 15 L,保證所取水樣含80100 mgNO -3高密度聚乙烯瓶否否不留頂空 18 34S、18O質(zhì)譜法元素分析儀-同位素比值質(zhì)譜儀聯(lián)用分析儀(EA-IRMS,如EA-MAT-253)一般 15 L,保證所取水樣含500 mgSO 2-4高密度聚乙烯瓶否優(yōu)級純濃HCl 酸化至pH2,再加入過量的飽和BaCl2(優(yōu)級純)溶液, 使之完全生 成 BaSO4 沉淀不留頂空37Cl質(zhì)

29、譜法氣體穩(wěn)定同位素比值質(zhì)譜儀(如MAT-253)、熱電離質(zhì)譜儀(TIMS)保證所取水樣含 3 mg Cl-高密度聚乙烯瓶否否不留頂空53Cr質(zhì)譜法熱電離質(zhì)譜儀(TIMS)、多接收電感耦合等離子體質(zhì) 譜儀(MC-ICP-MS)500 mL高密度聚乙烯瓶0.45 m微孔濾膜優(yōu)級純 HNO3 酸化至 pH 2不留頂空Pb 同位素質(zhì)譜法多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(MC-ICP-MS)澄清液 1 L高密度聚乙烯瓶或玻璃瓶0.45 m微孔濾膜10 mL 優(yōu)級純濃 HCl 酸化不留頂 空,石蠟密封有機(jī)單體穩(wěn)定同位素質(zhì)譜法13C:氣相色譜-燃燒爐-同位素比值質(zhì)譜儀(GC-C-IRMS)保證所取水樣滿足對應(yīng)元

30、素同位素測試要求棕色玻璃 瓶(配套含聚四氟乙烯硅膠墊的蓋子)否若有余氯,加入約 0.3 mL 10%的硫代硫酸鈉,再用優(yōu)級純濃 HCl 酸化至pH2不留頂 空,立即密封2H:氣相色譜-熱解-同位素比值質(zhì)譜儀(GC-TC-IRMS)37Cl 或 81Br:氣相色譜-連續(xù)流同位素比值質(zhì)譜儀(GC-CF-IRMS)、氣相色譜-多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(GC-MC-ICP-MS)B2 樣品采集與保存方法B2.1 采樣前的準(zhǔn)備采樣設(shè)備和方法可參考水質(zhì)采樣技術(shù)指導(dǎo)(HJ 494)。采樣工作開展之前,需對比標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備方法和擬采用的非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備方法,確保二者誤差在可接受范圍內(nèi)之后,方可在采樣中使用擬采用的非標(biāo)

31、準(zhǔn)設(shè)備方法。由于污染場地的特殊性和地下水在空間上的分布特點(diǎn),使得污染場地的地下水采樣技術(shù)要求區(qū)別于區(qū)域地下水污染防治調(diào)查的采樣要求。不論是采樣設(shè)備、材料和采樣順序,都應(yīng)該最大程度的避免離子干擾和交叉污染。地下水采樣前需要進(jìn)行采樣前洗井,抽出井管中的滯水,使含水層中新鮮水充入井管。 19 洗井抽水量通常不少于 3-5 倍井體積,對于不同的洗井設(shè)備、不同規(guī)格的監(jiān)測井、不同測試項(xiàng)目樣品,抽水體積或時間根據(jù)具體情況而定。洗井工作的結(jié)束,以抽出水體相關(guān)參數(shù)(pH、電導(dǎo)率、水溫、溶解氧、氧化還原電位、濁度等)的穩(wěn)定為準(zhǔn)。穩(wěn)定的判定標(biāo)準(zhǔn)是連續(xù)三組檢測讀數(shù)滿足如下要求:pH0.1 單位, 電導(dǎo)率3%, 溫度3

32、%, 溶解氧濃度10%, 氧化還原電位10 毫伏, 濁度10%(當(dāng)數(shù)值大于 1 NTU)。每個監(jiān)測井都應(yīng)該采集多份樣品,以保證數(shù)據(jù)的有效性,也可提供多余樣品以防測試失敗后的重復(fù)分析。一般來說,對每一個監(jiān)測井,需采集四個重復(fù)樣品。重復(fù)樣品最好分開打包,以防運(yùn)輸過程中的意外。B2.2 采集、保存與預(yù)處理方法B2.2.1 2H、18O樣品類型包括沿地下水徑流途徑不同水動力分區(qū)的地下水樣品、不同深度含水層的地下水樣品、源匯區(qū)具有潛在水力聯(lián)系的地表水樣品及相應(yīng)季節(jié)雨水樣品。操作步驟用 0.45 m 微孔濾膜過濾樣品后置于干凈的高密度聚乙烯瓶中,不留頂空,然后立即密封。應(yīng)特別注意減少樣品與空氣水體的交換,

33、采樣體積為 50 mL,4保存至分析測試。B2.2.287Sr/86Sr樣品類型包括沿地下水徑流途徑不同水動力分區(qū)地下水樣品、不同類型和不同深度含水層地下水樣品及存在水力聯(lián)系的地表水樣品。另外,為了便于對比分析地下水水化學(xué)組分的來源,選取代表性水文地質(zhì)單元,采集區(qū)域出露基巖和沉積物樣品,或通過鉆探采集基巖或沉積物柱芯,依據(jù)不同沉積物巖性依次采集含水層及隔水層沉積物樣品,密封保存直至分析。操作步驟用 0.45 m 微孔濾膜過濾樣品后置于干凈的高密度聚乙烯瓶中,不留頂空,用優(yōu)級純HNO3 酸化至 pH2 后立即密封。采集量需保證總鍶含量10 mg(地下水和河水通常取 0.5 L,融雪水取 23 L

34、),4保存至分析測試。B2.2.33H、3H-3He樣品類型包括不同深度含水層的地下水樣品。操作步驟用 0.45 m 微孔濾膜過濾樣品后置于干凈的高密度聚乙烯瓶中,不留頂空,然后立即密封。采樣體積一般為 500 mL,4保存至分析測試。B2.2.414C(DIC)樣品類型包括不同類型和不同深度含水層地下水樣品。操作步驟測定溶解性無機(jī)碳(DIC)中的 14C 活度,采樣方法取決于測定方法。14C 常用的測定方法包括液體閃爍計(jì)數(shù)法和加速器質(zhì)譜法。液體閃爍計(jì)數(shù)法液體計(jì)數(shù)法測定 14C 時采用最小采樣量法,最小采集樣品體積取決于水中的 DIC 含量, 20 最小采水體積(L)需要達(dá)到 12500/Y,

35、其中 Y 為水中的 DIC 含量(mg/L)。由于采樣量大, 運(yùn)輸比較困難,一般都在現(xiàn)場采用碳酸鹽沉淀法或堿吸收法處理水樣。碳酸鹽沉淀法a1.將所取水樣緩慢注入大容器內(nèi)(如 25 L 塑料桶),防止大量空氣混入,避免水中 14C 與空氣中 CO2 接觸和交換。在每個容器(塑料桶)中加入 2 g 一水硫酸亞鐵(FeSO4H2O), 攪拌均勻。a2.向每個容器(塑料桶)中加入 20 mL 20 N 的 NaOH 溶液,搖勻,使溶液的 pH12(用 pH 試紙測定),此時,水中的 DIC 將全以 CO32-的形式存在。然后迅速蓋好容器的蓋子,使之與大氣隔絕,以防止空氣中 CO2 混入。a3.可把預(yù)先

36、稱好的 200 g SrCl2 溶于 300 mL 地下水樣中,留下 30 mL 作檢查沉淀用, 其余等分加入到每個塑料桶中,迅速蓋好蓋子,封閉搖勻。發(fā)生反應(yīng) CO32- + Sr2+ SrCO3。為了加快 SrCO3 的沉淀速度,向每個塑料桶中加入 15 mL 聚丙烯酰胺溶液(將 5 g 聚丙烯酰胺溶于 1 L 煮沸的蒸餾水中配制),此時沉淀物變成絮團(tuán)而迅速下沉。a4.停放一定時間后,向塑料桶里再加入少許 SrCl2 溶液,檢查沉淀是否完全,如沉淀完全則靜放至全部沉淀完畢。a5.搖勻使其混合充分,最少放置 4 小時后排出上層清水,把幾個塑料桶中的沉淀物集中于一個采樣瓶中(為保證烘干測定量達(dá)

37、300 g,一般需采集 500 mL 左右的 SrCO3 濕沉淀),作為 14C 的分析樣。瓶中空隙部分用上清液裝滿,立即密封,4保存至分析測試。堿吸收法若水中溶解性無機(jī)碳濃度很低,或者硫酸根濃度很高時,也可將水中溶解的無機(jī)碳全部轉(zhuǎn)變成 CO2,再用堿吸收法采集 CO2。采集 50 L 地下水樣品,加入 H2SO4 使 pH 值降至 1-3,此時水中的碳酸鹽和重碳酸鹽轉(zhuǎn)變成 CO2。用裝有堿性液體的(50 mL 或 500 mL)采樣瓶吸收 CO2 后,4保存至分析測試。加速器質(zhì)譜(AMS)法AMS 法分析 14C 一般僅需 5 mg 碳,相當(dāng)于不到 500 mL 水樣,不僅使采樣體積大大減少

38、,使野外工作變得簡單,同時也能降低對環(huán)境的污染。通常采用 1 L 的高密度聚乙烯瓶或玻璃瓶采樣,如果水中溶解的有機(jī)碳(DOC)含量較高,需加入少量飽和 HgCl2 溶液(或 NaN3),抑制生物活動。采樣結(jié)束后立即密封,4避光保存至分析。B2.2.536Cl樣品類型包括不同深度含水層地下水樣品。操作步驟一般使用高密度聚乙烯樣品瓶采集 15 L 水樣,不需進(jìn)行預(yù)處理。采樣結(jié)束后立即密封,4避光保存至分析。B2.2.6 81Kr樣品類型包括不同深度含水層地下水樣品。操作步驟天然水中的 81Kr 含量很低,為了測定地下水的 81Kr 年齡,通常需要抽取 100200 L 水樣,并做脫氣處理。進(jìn)行野外

39、地下水的溶解氣體分離主要有兩種方法:真空霧化法和脫氣膜 21 法。它們的思路都是通過增加氣-液相接觸面積以使溶解氣體逃逸(圖 B2-1)。脫氣處理過程中應(yīng)注意以下事項(xiàng):采集樣品之前應(yīng)進(jìn)行簡單的氣密性檢測,且系統(tǒng)的總漏氣率應(yīng)低于 1%;采樣時間盡量限制在 2 h 內(nèi),裝置系統(tǒng)應(yīng)具有較高的樣品處理速率,通常最高需要達(dá)到 30 L/min;系統(tǒng)需具有較高脫氣效率,以消除同位素分餾效應(yīng)的影響;在采集樣品的同時,應(yīng)記錄當(dāng)時當(dāng)?shù)氐乃疁?、水壓、pH、采樣深度、氣體壓力、樣品處理速率以及樣品總量等。測定所需 81Kr 樣品量為 68 L,對應(yīng)地下水樣品采集量約 100200 L,溶解氣提取量約 2 L。為了防

40、止水中溶解氣成分多樣化(如富含 CH4 或者 CO2)所導(dǎo)致的 Kr 樣品不足的問題,通常野外現(xiàn)場取氣量約 5 L。從水樣中分離出的氣體,應(yīng)壓縮入標(biāo)準(zhǔn)氣體罐內(nèi)保存。圖 B2-1 真空霧化法與脫氣膜法原理圖B2.2.7 15N、18O(硝酸鹽污染)樣品類型包括潛在污染源樣品、潛在污染源周邊沿地下水流向不同深度的地下水樣品和地表水樣品。操作步驟采樣前要進(jìn)行初步調(diào)查,測定水樣中 NO3-含量,以便確定取水樣量。一般情況下,需要保證陰離子交換樹脂能夠吸附 80100 mgNO3-(取水樣量 15 L)。一般采用對硝酸鹽具有較高親和力的樹脂制作陰離子交換柱,如國產(chǎn) 2017(717)型強(qiáng)堿性苯乙烯系陰離

41、子交換樹脂。在使用之前,先向交換柱內(nèi)加入 2 mL、1.25 mol/L 的 CaCl2 溶液(一般情況下,不必做此項(xiàng)),此目的是檢驗(yàn)交換樹脂的節(jié)點(diǎn)是否完全被氯離子所占據(jù)。然后用 10 mL 去離子水分五次(每次 2 mL)沖洗交換樹脂,以便沖洗掉過多的氯離子。最后再加入 0.5 mL 的去離子水,以保證交換樹脂床是完全飽水的,并用橡皮塞密封交換柱,在室溫下保存?zhèn)溆?。將水樣?0.45 m 的微孔濾膜過濾,去除水中的顆粒物,防止阻塞交換樹脂。然后將水樣加入圖B2-2 所示的交換裝置,通過調(diào)節(jié)分液漏斗上的活塞,控制交換柱的流速為5001000 22 mL/h(即 8.3316.67 mL/min

42、),此條件下硝酸鹽可以完全被吸附,可以獲得較可靠和高精度的同位素比值。為了加快速度,可用機(jī)械泵進(jìn)行抽濾,但在抽濾過程中流速要控制在 5001000 mL/h 范圍內(nèi),這樣不會影響到吸附百分率。可將多個交換裝置連接到一個機(jī)械泵上,同時處理多個水樣。水樣處理結(jié)束后,用橡皮塞密封交換柱。由于各種氮化合物在常溫下通常不穩(wěn)定, 所采集的同位素樣品需 4保存。圖 B2-2 氮同位素樣品處理裝置圖B2.2.8 34S、18O(硫酸鹽污染)樣品類型包括潛在污染源樣品、潛在污染源周邊沿地下水流向不同深度的地下水樣品和地表水樣品。操作步驟地下水中 SO42-的 34S 和 18O 測定需要制備 BaSO4 沉淀。

43、所以,需要野外采集水樣并制備硫酸鋇沉淀,具體步驟如下:采集 15 L 地下水樣,加入優(yōu)級純濃 HCl 酸化至 pH2,再加入過量的飽和 BaCl2(優(yōu)級純)溶液,使 SO42-完全生成 BaSO4 沉淀。具體加入量視水樣中 SO42-含量而定,以便獲得 500 mg 左右的 SO42-。靜置后,再加幾滴飽和 BaCl2 溶液,若上清液中沒有新的沉淀產(chǎn)生,即表明沉淀完全。靜置后將上清液倒掉或吸去,濾紙過濾,并用去離子水反復(fù)清洗沉淀,以清除 Cl-。將帶 BaSO4 沉淀的濾紙取下,再用另一干凈的濾紙包好,放在干燥通風(fēng)處風(fēng)干(在實(shí)驗(yàn)室操作時,可放在 60的烘箱內(nèi)烘干備用)。BaSO4 風(fēng)干后,再用

44、普通濾紙包好,寫上標(biāo)簽,裝入樣品袋內(nèi),送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)一步純化。B2.2.9 37Cl(氯化物污染)樣品類型包括潛在污染源樣品、潛在污染源周邊沿地下水流向不同深度的地下水樣品和地表水樣品。操作步驟取樣時要確保取到新鮮的地下水,取樣量需根據(jù)地下水中的氯離子含量來確定,至少保證所取水樣含 3 mg Cl-。一般使用高密度聚乙烯樣品瓶采集,樣品不需進(jìn)行預(yù)處理。 23 B2.2.10 53Cr(鉻污染)樣品類型包括潛在污染源樣品、潛在污染源周邊沿地下水流向不同深度的地下水樣品和地表水樣品。操作步驟根據(jù)樣品中 Cr 濃度,保證采集樣品中鉻含量大于 0.7 mg,一般采集 500 mL 水樣于干凈的高密度聚乙烯

45、瓶中,用優(yōu)級純 HNO3 酸化至 pH2,4保存至分析測試。B2.2.11 208Pb、207Pb、206Pb 和 204Pb(鉛污染)樣品類型包括潛在污染源樣品、潛在污染源周邊沿地下水流向不同深度的地下水樣品和地表水樣品。操作步驟采集水樣中 Pb 的濃度大于 100 ppb 為宜。用聚乙烯瓶采集水樣 1500 mL,取澄清后的 1 L 水樣置于干凈的聚乙烯瓶或玻璃瓶中,立即加入 10 mL 優(yōu)級純濃 HCl 搖勻,石蠟密封,4 保存至分析測試。B2.2.12 有機(jī)單體穩(wěn)定同位素(有機(jī)物污染)樣品類型包括潛在污染源樣品、潛在污染源周邊沿地下水流向不同深度的地下水樣品和地表水樣品。操作步驟為了避

46、免待測有機(jī)物的損失,樣品采集過程應(yīng)盡量縮短暴露在大氣中的時間。將樣品保存在棕色玻璃瓶(配套含聚四氟乙烯硅膠墊的蓋子)中,采樣量根據(jù)有機(jī)污染物濃度而定。樣品采集完成后,加入優(yōu)級純濃 HCl 使樣品 pH2 并密閉 4保存至分析測試。B2.3 采樣記錄采樣點(diǎn)周圍是農(nóng)業(yè)用地時,應(yīng)了解土地利用歷史及現(xiàn)在的植被情況,盡可能了解施用的農(nóng)藥、化肥的名稱及數(shù)量;采樣點(diǎn)周圍是工業(yè)用地時,應(yīng)了解主要企業(yè)排放的廢水、廢渣等潛在污染源信息;采樣點(diǎn)周圍是生活污染源時,應(yīng)了解人口數(shù)量,生活垃圾及廢水的處理情況;標(biāo)簽應(yīng)注明樣品編號、采樣時間、采樣地點(diǎn)、水源類型、水溫、氣溫、濁度、測試分析項(xiàng)目、保護(hù)劑類型及添加量、樣品采集深

47、度、取水層位等。B2.4 注意事項(xiàng)取樣過程中需加采質(zhì)量控制樣品,用于樣品備份或?qū)嶒?yàn)室間對比。地下水通常采集瞬時水樣。同一場地監(jiān)測井采樣時間盡量相對集中,不同監(jiān)測井間采樣時間間隔不宜過大,控制在 3 日以內(nèi)。對于揮發(fā)性物質(zhì),在地下水采樣過程中不得使用負(fù)壓泵,避免造成溶解氣脫氣使待測揮發(fā)性物質(zhì)損失。采樣點(diǎn)位置盡量接近井孔。取樣時應(yīng)盡量避免或減少與大氣發(fā)生接觸,避免樣品污染、揮發(fā)損失、形態(tài)與組分轉(zhuǎn)化等。取樣層位根據(jù)目標(biāo)污染物確定。如地下水中含有重質(zhì)非水相液體組分(DNAPL),取水層位應(yīng)關(guān)注含水層底部;若地下水中含有輕質(zhì)非水相液體組分(LNAPL),取水層位應(yīng)關(guān)注含水層上部。采集含金屬污染物的樣品時

48、,應(yīng)當(dāng)依據(jù)項(xiàng)目分析要求,考慮是否采用 0.45 m 濾膜過濾。 24 若分析溶解態(tài)金屬離子,則需過濾;若分析金屬總含量時,僅需靜置 30 min 后取非沉淀相的上清液或懸濁液。對于土壤樣品,宜使用非擾動采樣器將土壤直接推入頂空瓶,防止揮發(fā)性物質(zhì)損失?,F(xiàn)場采樣可利用手持式實(shí)時分析儀器,進(jìn)行揮發(fā)性指標(biāo)測試。凡能在現(xiàn)場測定的指標(biāo),均需在現(xiàn)場完成測定,包括:水位、水溫、pH 值、電導(dǎo)率、渾濁度、色、嗅和味、肉眼可見物、溶解氧、氧化還原電位等。所用的現(xiàn)場測試儀器使用前必須經(jīng)過校準(zhǔn),測試結(jié)果如實(shí)填入相關(guān)記錄表格。采樣容器應(yīng)滿足要求,不同類型測試項(xiàng)目的樣品,其存放容器材質(zhì)不同,如含有機(jī)污染物樣品需要存放在玻

49、璃材質(zhì)容器中。容器使用前,需要清洗干凈。樣品采集之后,應(yīng)利用冷藏保存箱運(yùn)輸,盡快運(yùn)抵測試實(shí)驗(yàn)室。測試不同指標(biāo)的樣品按照相應(yīng)的條件保存。通常情況下,對于含揮發(fā)性待測物的水樣, 樣品瓶蓋朝下放置于 4避光條件,可保存 7 天;其它樣品 4下避光可保存 15 天。各樣品采集和保存單位應(yīng)配置采樣準(zhǔn)備間,樣品容器和污染源樣品應(yīng)分別存放。樣品容器應(yīng)按監(jiān)測井號和測定項(xiàng)目進(jìn)行分類,必要時固定專用。樣品測試結(jié)束后,除必要的留存樣品外,樣品容器應(yīng)及時清洗。采樣人員需要經(jīng)過專門的技術(shù)培訓(xùn),采樣過程中不應(yīng)有影響采樣質(zhì)量的行為。采樣現(xiàn)場應(yīng)注意防止交叉污染。B3 樣品測試方法B3.1 2H、18O測定方法:光譜法、質(zhì)譜法

50、。測試儀器:液態(tài)水同位素分析儀;氣體穩(wěn)定同位素比值質(zhì)譜儀,如 MAT-253 。 B3.2 87Sr/86Sr測定方法:質(zhì)譜法。水樣通過離子交換樹脂分離純化等過程后得到超微量鍶的氯化物固體,隨后用高純水溶解通過同位素質(zhì)譜儀測定 87Sr/86Sr。沉積物樣需先進(jìn)行高溫高壓HNO3-HF 溶樣,將沉積物固體樣品轉(zhuǎn)化至液態(tài),再從消解液態(tài)樣品中分離鍶,具體分離測試步驟同水樣。測試儀器:熱電離質(zhì)譜儀(TIMS);多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(MC-ICP-MS)。B3.3 3H、3H-3He測定方法:液體閃爍計(jì)數(shù)法,若 3H 濃度過低,在測定前需進(jìn)行電解濃縮。測試儀器:液體閃爍計(jì)數(shù)儀。B3.4 14C

51、(DIC)測定方法:液體閃爍計(jì)數(shù)法、加速器質(zhì)譜法。測試儀器:液體閃爍計(jì)數(shù)儀(LSC);加速器質(zhì)譜儀(AMS)。B3.5 36Cl測定方法:液體閃爍計(jì)數(shù)法、加速器質(zhì)譜法。測試儀器:液體閃爍計(jì)數(shù)儀(LSC);加速器質(zhì)譜儀(AMS)。B3.6 81Kr測定方法:原子阱痕量分析技術(shù)法(ATTA)。氪在測定之前需要進(jìn)行分離純化,氪分離純化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路為:首先活性炭低溫吸附除去 N2、O2 等成分,將氪富集 100 倍;之后通過高溫的海綿鈦爐除去殘余氣體中的非惰性氣體成分(N2、O2、CH4 等);最后氣相 25 色譜儀分離 Kr 與 Ar,將 Kr 從 Ar 中提取出來。氪分離純化系統(tǒng)流程見圖 B3-

52、1。圖 B3-1 氪分離純化系統(tǒng)流程圖通過以上 2 個步驟(提取溶解氣和氪分離純化)得到的產(chǎn)物,用 ATTA 進(jìn)行 81Kr 測量。測試儀器:原子阱痕量分析裝置B3.7 15N、18O測定方法:將交換樹脂通過洗脫提取硝酸鹽,然后將洗脫液中的硝酸鹽轉(zhuǎn)化為干燥的 AgNO3。分別用石英管燃燒法制備的 N2 和 CO2,使用質(zhì)譜儀進(jìn)行 NO3-15N 和 NO3-18O測試。由于 AgNO3 對光比較敏感,所以整個過程中要盡量避免曝光,最好在暗室進(jìn)行操作。測試儀器:元素分析儀和穩(wěn)定同位素比值質(zhì)譜儀聯(lián)用(EA-IRMS,如 EA-MAT-253)。 B3.8 34S、18O測試方法:采用 DTPA 試

53、劑再沉淀法對 BaSO4 沉淀進(jìn)行純化,然后用元素分析儀-同位素質(zhì)譜儀聯(lián)用實(shí)現(xiàn) BaSO4 中的 34S 和 18O 測定。測試儀器:元素分析儀和穩(wěn)定同位素比值質(zhì)譜儀聯(lián)用(EA-IRMS,如 EA-MAT-253)。 B3.9 37Cl測定方法:基于 Cs2Cl+的正熱電離質(zhì)譜法、基于 CH3Cl+的氣體質(zhì)譜法。測試儀器:熱電離同位素質(zhì)譜儀(TIMS);氣體穩(wěn)定同位素比值質(zhì)譜儀(MAT-253)。B3.10 53Cr測定方法:采用離子交換法將地下水中的鉻分離純化后,可用熱電離質(zhì)譜法或高分辨多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定。測試儀器:熱電離同位素質(zhì)譜儀(TIMS);多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(

54、MC-ICP-MS)。B3.11 208Pb、207Pb、206Pb 和 204Pb測定方法:由于 Pb 在地下水中的含量較低,在進(jìn)行測試前,需對水樣中的 Pb 進(jìn)行富集,以確保測量精度。富集通常有兩種方法:Mg(OH)2 共沉淀法和陰離子交換樹脂法。富集后的 Pb 則用高分辨多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定。測試儀器:多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(MC-ICP-MS)。B3.12 有機(jī)單體同位素測定方法:地下水中的有機(jī)污染物通過液液萃取或頂空固相微萃取等方式富集后,可導(dǎo)入質(zhì)譜儀進(jìn)行有機(jī)單體同位素測試。測試儀器:有機(jī)污染物種類不同,所采用的儀器設(shè)備也不同,常用的有以下幾種:有機(jī)單體碳同位素測試

55、有機(jī)單體碳同位素分析所用儀器為氣相色譜/ 燃燒- 同位素比值質(zhì)譜法( Gas Chromatograph-Combustion-Isotope Ratio Mass Spectrometer, GC-C-IRMS),基于不同制造商 26 生產(chǎn)的同位素質(zhì)譜儀的要求,一般需要注入 1 nmol 碳來保證同位素測定的準(zhǔn)確度和精確度。有機(jī)單體氫同位素測試有機(jī)單體 氫同位素 通常采用 氣相色譜 / 熱解 - 同 位素比值 質(zhì)譜法 (Gas Chromatograph-Thermochemical Pyrolysis-Isotope Ratio Mass Spectrometer, GC-TC-IRMS)

56、進(jìn)行測試。有機(jī)單體氯同位素測試小分子 VCHs 的有機(jī)單體氯同位素在線分析可采用氣相色譜-連續(xù)流同位素質(zhì)譜儀(Gas Chromatograph- Continuous Flow -Isotope Ratio Mass Spectrometer, GC-CF-IRMS)進(jìn)行測試。大分子有機(jī)氯代物的單體氯同位素測試技術(shù)目前正處在發(fā)展階段。有機(jī)單體溴同位素測試有機(jī)單體溴同位素測試可通過聯(lián)用氣相色譜(Gas chromatograph, GC)和多接收電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(MC-ICP-MS)來實(shí)現(xiàn)。該技術(shù)發(fā)展較晚,目前相關(guān)測試還不成熟。B4 質(zhì)量控制每批水樣都需采集質(zhì)量控制樣品,野外平行樣比例不

57、少于樣品總量的 10%,一般每批樣品至少采集兩組平行樣。樣品采集過程中,所需的空白用水和加標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)溶液需要由測試樣品的實(shí)驗(yàn)室提供。承擔(dān)地下水污染來源同位素樣品測試工作的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)具有國家計(jì)量認(rèn)證、國家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可的資質(zhì)條件,同時具備地下水污染調(diào)查中所需測試項(xiàng)目的相應(yīng)技術(shù)能力。測試工作人員具備基本的地下水樣品分析測試能力。實(shí)驗(yàn)儀器、試劑和器皿的管理實(shí)驗(yàn)室所有對測試結(jié)果準(zhǔn)確和有效性產(chǎn)生影響的儀器設(shè)備(含現(xiàn)場測試設(shè)備),在投入使用前都應(yīng)經(jīng)過檢查或校驗(yàn)。對經(jīng)過檢查或校驗(yàn),但使用頻繁或不穩(wěn)定的儀器設(shè)備,在兩次檢查之間應(yīng)定期用核查標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì))進(jìn)行期間核查。實(shí)驗(yàn)室用水推薦使用超純水或二次蒸餾水,對特殊分析指標(biāo)

58、應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法選用無氨水等,對酞酸脂類的有機(jī)指標(biāo)分析,所有用水從制備到使用均應(yīng)采用玻璃容器。實(shí)驗(yàn)室配制的標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)進(jìn)行比對和核查,配制時應(yīng)使用二級以上純水(分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法(GB 6682)和優(yōu)級純(不得低于分析純)試劑。用于痕量分析的化學(xué)試劑,需根據(jù)被測組分檢查試劑空白,驗(yàn)收合格后方可使用。容量瓶、移液管等計(jì)量玻璃器皿應(yīng)定期校準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)中根據(jù)測試項(xiàng)目選擇合適材質(zhì)的器皿, 必要時按照測試項(xiàng)目固定專用,避免交叉污染,使用后及時清洗、晾干。實(shí)驗(yàn)室樣品管理實(shí)驗(yàn)室對送檢樣品的驗(yàn)收應(yīng)參考水質(zhì)采樣樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定(HJ 493)及其它有關(guān)規(guī)定進(jìn)行,核對采樣單、樣品編號、保存條件、采樣時間

59、等信息。驗(yàn)收合格樣品及時登記,做好唯一性標(biāo)識和狀態(tài)標(biāo)識,確保實(shí)驗(yàn)室流通過程中不被混淆。對測試后可能重新使用的樣品,在保存條件下妥善保管,確保不被污染、破壞或丟失。分析方法選擇與適用性檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)根據(jù)測試對象的性質(zhì)、含量范圍和測試要求等因素選擇適宜的測試方法,所有被選的測試方法應(yīng)進(jìn)行指標(biāo)驗(yàn)證,得到方法的技術(shù)參數(shù),包括準(zhǔn)確度、精密度、檢出限、不確定度和干擾因素,以了解和掌握分析方法的原理、條件和特性。當(dāng)方法的主要參數(shù)不能滿足要求時,需選擇其他備選方法進(jìn)行適用性檢驗(yàn),直到滿足要求為止。數(shù)據(jù)和報告管理數(shù)據(jù)原始記錄應(yīng)包含足夠信息,以便找出影響不確定度的因素,并使實(shí)驗(yàn)室分析工作在 27 最接近原始條件下進(jìn)

60、行復(fù)現(xiàn)。原始記錄應(yīng)在測試分析過程中及時、如實(shí)填寫。對于測試分析過程中的特異情況和有必要說明的問題,應(yīng)記錄在備注欄內(nèi)或記錄表旁邊。原始記錄原則上不得涂改。若出現(xiàn)錯誤需要修正時,不得覆蓋原有記錄的可見程度。所有的改動處應(yīng)有更改人簽名或蓋章。實(shí)驗(yàn)室間比對采樣過程中,每批次樣品至少采集兩套(每套樣品包括調(diào)查用水樣和各種質(zhì)控樣品), 除交送指定分析單位之外,其余樣品可交送其他參與調(diào)查的實(shí)驗(yàn)室或上級監(jiān)測部門,對樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室間比對分析。當(dāng)比對樣品測試結(jié)果超出實(shí)驗(yàn)室間誤差要求時,應(yīng)及時溝通并分析問題原因,該批次調(diào)查樣品作廢,重新取樣分析。 28 附錄 C(資料性附錄)地下水典型同位素數(shù)據(jù)解譯C1 2H、18

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