亚洲av无码久久精品狠狠爱浪潮_高清精品一区二区三区_中文乱码字慕人妻熟女人妻_国产熟妇疯狂4p交在线播放_国产成人无码av

You are here

借助氚/氦-3技術(shù)管理水資源預(yù)算

源自《國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)通報(bào)》
,

科學(xué)家利用同位素技術(shù)研究摩洛哥北部泉水的年齡和來(lái)源。(圖/摩洛哥國(guó)家核能、科學(xué)和技術(shù)中心)

管理水就像管理您銀行賬戶的資金一樣:您需要確切知道有多少錢(qián)進(jìn)入,有多少可以取出,以及可能導(dǎo)致變化的原因。錯(cuò)誤估計(jì)可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的、可能持久的后果。在水世界中,這可能意味著水短缺或者水資源被污染、無(wú)法使用。

為了建立可靠的水資源預(yù)算,關(guān)鍵因素之一是了解水的確切年齡。對(duì)于更容易受當(dāng)前氣候條件和污染影響的新生水,科學(xué)家們使用氚/氦-3技術(shù)。通過(guò)這項(xiàng)技術(shù)和其他技術(shù),來(lái)自23個(gè)國(guó)家的科學(xué)家正在與原子能機(jī)構(gòu)合作收集有關(guān)水資源的數(shù)據(jù)。

“水的年齡可以說(shuō)明它最可能的來(lái)源、補(bǔ)給速度以及被污染的可能性,”摩洛哥國(guó)家核能、科學(xué)和技術(shù)中心科學(xué)主任 Hamid Marah說(shuō)?!袄秒?氦-3技術(shù),我們可以知道水是1年、5年還是25年,而不僅僅認(rèn)為它是新生、古老,或兩者兼而有之?!?/p>

水的年齡可以從幾個(gè)月到幾百萬(wàn)年不等。例如,如果水是一年,這意味著它需要一年的時(shí)間來(lái)補(bǔ)充,更有可能受到當(dāng)前氣候條件和污染物的影響。如果水已有5萬(wàn)年的歷史,則需要5萬(wàn)年的時(shí)間進(jìn)行補(bǔ)充,并且不太可能受到當(dāng)前氣候變化的污染或影響。

幾乎所有世界上可用的淡水供應(yīng)都存在于含水層中,含水層是地球表面下的多孔滲透性巖層。它們含有的水被稱為地下水。隨著地下水的補(bǔ)給或補(bǔ)充,它最終流入大?;蜃匀坏亓魅氲厍虮砻?,如河流、泉水和湖泊。

“對(duì)地下水的需求不斷增長(zhǎng),加上農(nóng)業(yè)、氣候變化和人類(lèi)活動(dòng)的影響,使可持續(xù)性變得更加重要,” Marah說(shuō)?!皬暮畬舆^(guò)多地提取水,水位會(huì)下降,這可能是災(zāi)難性的。我們談的不是從現(xiàn)在起10到20年:它的影響持續(xù)幾代。”

氚/氦-3技術(shù)是研究新生水即60年以下的水的最常用技術(shù)之一。從這些研究中收集的數(shù)據(jù)可以幫助決策者制定更有針對(duì)性和可持續(xù)性的水資源管理戰(zhàn)略和政策。

“利用核技術(shù)進(jìn)行水資源研究正在打破范式并改變我們對(duì)控制水文過(guò)程的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素的傳統(tǒng)理解,”哥斯達(dá)黎加國(guó)立大學(xué)同位素水文學(xué)家兼副教授 Ricardo Sánchez-Murillo說(shuō)?!袄纾诟缢惯_(dá)黎加,使用同位素技術(shù)獲得的結(jié)果正在為制訂水管理計(jì)劃和決定提供輸入,幫助該國(guó)在2030年前實(shí)現(xiàn)聯(lián)合國(guó)有關(guān)水問(wèn)題的“可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)6”。

更準(zhǔn)確的預(yù)算

在過(guò)去十年中,氚/氦-3技術(shù)已成為一種越來(lái)越重要的技術(shù),之前僅使用氚的方法變得越來(lái)越不實(shí)用。

“氚可以告訴我們地下水的年齡以及它是否正在得到補(bǔ)給,這是非常重要的信息,但單靠氚無(wú)法為我們提供所需的詳細(xì)程度。決策者需要了解更多:水新生意味著什么?多少年算新生?” Marah說(shuō)。由于20世紀(jì)50年代熱核裝置的大氣試驗(yàn),大氣中氚的含量在20世紀(jì)60年代急劇增加,此后逐漸下降?!皬?0世紀(jì)60年代到90年代,氚是一種良好的示蹤劑,但目前大氣中的氚含量較少,因?yàn)樗呀?jīng)衰變成氦-3,因此我們現(xiàn)在更多地關(guān)注氚與氦-3的比率,這更確切。”

存在于水中的天然存在的放射性同位素(例如氚(3H)和碳-14(14C))以及溶解于水中的惰性氣體同位素(例如氪-81(81Kr))可用于估計(jì)地下水年齡。(圖片來(lái)源:國(guó)際原子能機(jī)構(gòu))

氦是一種惰性氣體,也就是說(shuō)它是穩(wěn)定的,不會(huì)與巖石或水中的其他元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。這使其成為一致且可靠的參考點(diǎn)。通過(guò)了解氚衰變后產(chǎn)生的氦即氦-3與水中氦總量的比率,以及其他惰性氣體的濃度,科學(xué)家們可以確定新生水的確切年齡。

“惰性氣體在水研究方面的應(yīng)用不斷增加,因?yàn)楝F(xiàn)在分析裝置的改進(jìn)足以檢測(cè)出進(jìn)入的極少量這些氣體,”原子能機(jī)構(gòu)同位素分析師 Takuya Matsumoto說(shuō),“但是,對(duì)于許多國(guó)家來(lái)說(shuō),建立自己的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行這些分析是不經(jīng)濟(jì)或不可行的。原子能機(jī)構(gòu)同位素水文學(xué)實(shí)驗(yàn)室向各國(guó)提供這項(xiàng)服務(wù),使他們能夠從這種復(fù)雜的技術(shù)中受益?!?/p>

原子能機(jī)構(gòu)同位素水文學(xué)實(shí)驗(yàn)室是世界上少數(shù)幾個(gè)能夠進(jìn)行這些分析的實(shí)驗(yàn)室之一。從2010年開(kāi)始,原子能機(jī)構(gòu)的一個(gè)小組和來(lái)自10個(gè)國(guó)家的外部專(zhuān)家花了6年的時(shí)間來(lái)建立、校準(zhǔn)和測(cè)試原子能機(jī)構(gòu)的質(zhì)譜儀以及用于分析結(jié)果的數(shù)學(xué)模型。他們還制定了使用氚/氦-3技術(shù)的導(dǎo)則。從那時(shí)起,該實(shí)驗(yàn)室一直在全天候處理來(lái)自世界各國(guó)的樣品,每年達(dá)300到400個(gè)。

保持互動(dòng)

通訊