[發(fā)明專利]一種地下水溶解無機碳放射性分析樣品采集方法和裝置

在審

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• 申請日: 2019-05-27
• 公開（公告）號: CN110146338A
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 齊繼祥;彭玉榮;郭華良
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)科學院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所
• 主分類號: G01N1/14
• 分類號: G01N1/14;G01N1/34;G01N1/40;G01N33/18
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務(wù)所有限公司 13100
• 代理人: 董金國;張曉龍

本發(fā)明涉及一種地下水溶解無機碳放射性分析樣品采集方法和裝置，裝置包括沉淀罐、樣品瓶、支架、洗氣瓶和帶有儲氣室的導(dǎo)氣管。采樣過程為：⑴原水分析和取樣準備程序；⑵用水樣清洗沉淀罐3遍，注入水樣至產(chǎn)生至少10 L的溢流；⑶洗氣瓶進氣口與深入到堿液中的洗氣出口連通，沉淀罐中的水面下降至20 L標記線，釋放殘存負壓；⑷依次加入預(yù)先完成分裝的試劑，每加入一種試劑后擰緊螺旋蓋進行震蕩；⑸沉淀罐裝上預(yù)先充滿原水的樣品瓶，觀察沉淀物沉降；⑹沉淀物全部沉降至樣品瓶后，取下樣品瓶；⑺用原水沖洗沉淀罐3遍或用鹽酸溶液清洗沉淀罐。本發(fā)明使地下水溶解無機碳放射性分析樣品采集過程中大氣CO₂污染得到有效控制，裝置制作成本低，操作簡捷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于地質(zhì)年代測量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種地下水測量技術(shù)，具體涉及一種地下水溶解無機碳放射性分析樣品采集方法和裝置。

背景技術(shù)

地下水¹⁴C測年方法是研究地下水形成歷史的一種有效方法。長期以來因采用國際原子能機構(gòu)推薦的地下水¹⁴C測年沉淀法采樣裝置和采樣程序因不能有效控制大氣CO₂污染，常使古老地下水¹⁴C測年結(jié)果偏年輕許多，尤其對古老地下水，在同一區(qū)域取得的同一含水層組¹⁴C表觀年齡的重復(fù)測量結(jié)果，其偏差大多超過由制樣和測量方法評估的¹⁴ C測年結(jié)果的擴展不確定度，而偏差超過10×10³年的重復(fù)測量結(jié)果屢見不鮮。因此，有理由懷疑現(xiàn)有地下水¹⁴C測年沉淀法采樣程序古老地下水測年的適用性。

大氣吸收宇宙射線中子而產(chǎn)生的天然¹⁴C最終以CO₂形式存在于大氣中，作為¹⁴C測年方法建立前提的一條基本假設(shè)，其放射性水平不隨時間和空間發(fā)生變化。地下水越古老，同樣程度的大氣CO₂污染引入¹⁴C測年結(jié)果的偏差越大。由采樣裝置和采樣程序缺陷導(dǎo)致的大氣CO₂污染程度的不可控，不僅在地下水¹⁴C測年結(jié)果中引入偏差，而且使¹⁴C測年結(jié)果無法再現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種地下水溶解無機碳放射性分析樣品采集方法，優(yōu)化采樣程序，使采用過程中大氣中CO₂污染得到充分控制，有效控制乃至消除由采樣和制樣過程引入的偏差，提高地下水溶解無機碳放射性測定的準確性。本發(fā)明的另一目的是提供一種地下水溶解無機碳放射性分析樣品采集裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：地下水溶解無機碳放射性分析樣品采集方法，采樣過程為：

⑴進行原水分析和取樣準備程序；

⑵用塑料導(dǎo)水管把水樣引至沉淀罐的注水口，用水樣清洗沉淀罐3遍。然后將導(dǎo)水管的出口置于罐底注入水樣，至產(chǎn)生至少10 L的溢流，取出導(dǎo)水管，快速擰緊沉淀罐的螺旋蓋，螺旋蓋上的二通球閥為關(guān)閉狀態(tài)；

⑶將插接在洗氣瓶的導(dǎo)氣管連接至螺旋蓋上的二通球閥，打開二通球閥，旋轉(zhuǎn)吸氣管的三通球閥使洗氣瓶進氣口與裝有散氣頭的洗氣出口連通。旋轉(zhuǎn)排水閥的旋塞使排水孔完全打開，水面下降至20 L標記線時擰緊旋塞，緩慢旋轉(zhuǎn)三通球閥使洗氣瓶的進氣口與非洗氣出口連通，釋放殘存負壓，然后關(guān)閉二通球閥；

⑷打開沉淀罐的螺旋蓋，依次加入預(yù)先完成分裝的試劑，每加入一種試劑后迅速擰緊螺旋蓋，然后把沉淀罐平置于地面，以小振幅大頻率往復(fù)滾動，使水樣產(chǎn)生劇烈震蕩，直至達到指定時間；

⑸將沉淀罐倒置于地面，擰下排水閥上的旋塞迅速裝上預(yù)先充滿原水的樣品瓶，將沉淀罐置于支架上，觀察沉淀物沉降過程；

⑹待沉淀罐中沉淀物全部沉降至樣品瓶后，取下樣品瓶，迅速擰緊瓶蓋；