2）取样点的密度，它不仅决定于区域同位素地球化学条件，而且决定于研究问题的尺度、程度和阶段，同时还受到同位素分析方法，以及同位素分布统计规律及经济条件的制约。对于区域水文地质调查来说，世界降水同位素资料和全国大气降水同位素分析资料都是确定取样点密度可参考的依据。而根据分析结果总结出的高程效应、纬度效应、大陆效应、温度效应和雨量效应等可作为设计取样点空间分布密度和时间间隔的依据。将具体同位素分析方法及其同位素分布的统计规律有机结合，可使取样密度接近最佳。对大、中比例尺的调查或研究点上的工作，应尽可能采用定深取样技术。例如，在矿区地下水的调查中，可在不同开采水平、不同出水点取样，实践证明，可收到良好效果。
3）点、线的布置形式。采样点往往呈线状（剖面线）布置，一般平行于地下水流向或垂直于地表水体走向布置。通常沿地下水流线或同一含水层的样品或同一剖面线相同深度的样品利于比较。解决小比例尺区域水文地质问题，往往采用网状布控取样点。
4）取样的时间间隔取决于待解决问题的要求。一般说来，松散孔隙地下水和坚硬岩石裂隙水（不包括岩溶水）一年取一次样即可。系列样有利于排除抽水干扰及其误差。对具有明显季节性变化的取样点，可有选择地取丰、枯对比样。对季节变化较大的岩溶水取样点，建议每月采一次样或每个季度采一次样，且一直坚持1-3年。对大型岩溶水盆地，通常需要3~5年的采样分析，才能得出较可靠的结论。根据我国条件，对有明显动态变化的岩溶水，至少应取丰、枯季对比样。值得注意的是我国北方岩溶水具有明显的动态滞后特点，相应地应按涨落情况安排采样时间。某些小河流、小水库、小湖泊、小泉点以及浅层地下水等，采样要考虑季节变化特点。
5）样点的布置应注重系统性，包括不同水的样品的对应，不同同位素的匹配，同位素与水化学以及与现场易变物理化学指标测定平行进行。同时还应注重与将来资料的解释方法相配套。和项目总体要求相适应。
3 常用环境同位素分析水样采集
3.1 野外取样准备
根据设计及技术要求采集同位素分析样品。为了确保样品质量，在野外样品采集时应确保代表性水样同位素成分不产生分馏。大多数同位素分馏是在水样采集、运输、保存过程中，经由蒸发或扩散引起的。可通过科学的采样方法和质量可靠的水样瓶来减小这种影响。通常情况下，野外采样应建立在相应的室内研究基础之上。包括对降水样品，应研究气象及变化图、气团运移方向等气象数据；对于地表水样品，应研究
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更新速率及其变化；对于各类地下水品样，应研究其地质条件及钻孔资料等。
3.1.1 野外作业准备
（1）野外记录本记录数据要完整，还可通过采样前尽可能全的填写采样单作为补充或准备（详细记录见取样表和相关野外调查卡片要求）。
（2）利用GPS系统、地图、航片等确定取样点的地理坐标。
（3）测定潜水位(地下水)埋深、采样深度(地下水或地表水的水下深度)、采样井泉条件、雨量计条件、地表水排泄水位条件、气象条件等。
（4）记录相关物理化学指标(水温、pH值、导水系数、Eh值、碱度、现场化学特征等)有助于同位素分析资料的解译。
（5）对于需长距离运输的样品，为了防止空运时水样结冰造成样瓶破裂，水样装瓶至2／3为宜。不需要长途运输的样品一般要装满瓶。
（6）所有的水样必须贴上防水标签(项目代号/样品编号/日期/样号/取样人/分析项目等)。并要求与野外记录相一致。
（7）取样瓶（桶），根据取样量和取样种类准备；
（8）相关药品（要按具体要求采购质量可靠的药品），在国内建议用上海、天津等大型国企制药厂的产品，且应注意供货渠道要可靠性。
（9）现场分析用小型玻璃器皿等； （10）照相机（记录取样点和取样过程）；
3.1.2 取样瓶要求
水样品的采集、运输、保存过程中使用适当的水样瓶(桶)很关键。水样瓶和它的封口必须选用适当的材料并设计成能阻止水分蒸发和扩散的样式，以避免蒸发和扩散损失。
（1）玻璃瓶是最好的保存器皿，只要它的瓶塞不影响其安全性能，至少可保存10年。
（2）用高密度聚乙烯瓶采集δ2H和(δ（3）小口瓶最为理想。
（4）要求利用带密封装置(塑料瓶塞，橡胶塞等)的取样瓶。
（5）新样瓶需要通过注水和称量的方法进行长达数月的水量损失测试，质量可
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O)测定水样，可保存数月时间。
靠，才可利用。
（6）需要长时间保存的水样（超过数月），应采取相应密封保护措施。
3.2
不同水样采集技术要求
3.2.1 降水(雨和雪)样品的采集
降雨和降雪的取样方法通常遵照科学的取样程序来进行。例如，取样时间间隔可能按天、星期、月来进行。在所有情况下，都需要记录下降水量以便于计算同位素成分的月、年加权平均值。
日常的降雨采样是能否获得最多信息和最少蒸发的关键。各样品可保存在不同的样瓶中。当仅仅需要每月的平均成分时，每天的样品可以集中装在一个5升或更大的存贮瓶（或桶）中。
按周或月采集的水样，所取的标准体积的水有蒸发的可能；因此，同位素成分将被改变。可用一定的预防措施来减小这种影响。包括雨量计的物理修正和在采样瓶底部加少许矿物油(最少2mm)加以保护，这些油将浮在所采降水样的上部以减小蒸发。并要求对所使用的方法进行定期检验。
用雨量计采取雪样应特别注意。雪样应在降雪后最短时间内采集，升华、重结晶、部分融化、降雨落在降雪上以及由风吹使降雪扰动都会改变降雪最初的同位素含量。通常雪样是通过水浴加热采样器或加入一定数量的热水来融化的。这会导致水样的蒸发或加热时水蒸气凝结到雪水中，从而改变同位素成分。在这种情况下该样品不能用于同位素比值测试。可用的方法是把密封的采样器放在环境温度下让雪样慢慢融化。将融化样装瓶密封用于分析。
3.2.2 地表水样品的采集
一般来说，采集地表水样分析稳定同位素时，除去要注意蒸发和污染外， 若取样设备和经费允许，湖水样应在近水面位置和深部同时采取，根据水体垂向上的结构结合其它的物理和化学资料，便可解释其测试结果。
河、溪水样应在河流中间或其流动部分中采集。没有与流动河水充分混合的水样就可能受蒸发、污染等，而影响样品的代表性。因此应避免靠近岸边采滞留水样。水库水样要尽可能在水库中心取样，有条件时要采集剖面样，分析随深度变化的同位素组成。
在河流交汇处取样应特别注意：两条河流的不完全混合将导致在交汇处下游一定距离内河水样品的同位素比值是一个变值。可用经验关系式计算河、溪交汇处下游的
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水混合长度，以确定取样位置，对于大型河流其混合长度可达数十公里。
3.2.3 非饱和带水样品的采集
土壤水分的δ2H和δ
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O剖面分布资料记录了地下水的补给信息。土壤样品不能
用取样盒和岩心管来保存和运输，必须用高密度的塑料瓶（袋）密封以避免蒸发。水样可通过下述方法来提取：真空蒸馏、微蒸馏、沸腾蒸馏、压榨法和离心法采集。也可利用测渗计和土壤水取样器采样。方法的选择取决于含水量和颗粒大小，注意通过离心、压榨、测渗计和土壤水取样器方法提取的水样可以用于化学和同位素分析，而真空蒸馏提取的是纯水，只能用于同位素分析。
3.2.4 地下水样品的采集
对所有的地下水采样来说，应尽可能地描述钻孔水文地质条件，充分利用地球物理、地球化学研究成果及钻井记录资料。这些信息可用来确定含水层的主要补给特征。
天然泉由于常年流动，是采集地下水样品的理想场所，采样应注意靠近排泄点以保证减小大气污染和气体逸出。
对于抽水井和生产井较容易在地表采样，观测井和侧压管取样则存在一些特殊的问题。钻孔中的静水会产生蒸发引起同位素组成的变化。取样前应对钻孔抽水清洗直至抽出的水量近似等于井筒内水体积的两倍，或者其Eh、溶解氧、pH等达到稳定状态。然而这种常规方法，在一定情况下，由于抽水形成的降落漏斗会接受其它水源的补给，使取得的同位素资料复杂化。
总之，从井中采集样品应该考虑：
（1）收集成井资料（测井、试井和成井），确认井泵类型和放置深度。 （2）确定进水带、尽可能排除其它层水的混入。
（3）静态井（观测井）在取样前应清洗，在取样过程中，泵或水斗应该尽可能接近花管带。
（4）正在使用的供水井不需要清洗，可在井口采集，如果在供水系统的某处水龙头采样，必须查明水处理类型以及储水装置。
3.2.5 地热样品的采集
应从地热田中同时采取蒸汽和液相样品，以便于计算蒸汽/水比值。这在已开发的地热田中相对容易，因为已采用了旋风分离器分离气相和液相，但是在未开发的地热田则较困难。对于热汽田的热汽需经凝结取样，必须确认所有的汽体都已凝结。此外，对热水特别要注意识别泉源，尽可能在泉附近取样。
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4 样品采集和保存时间
不同试验室对样品的数量要求有很大不同，下表仅供参考，采样之前应调查待送样试验室对样品的具体要求，一般实验室要求列表如下：
表 4-1 样品采集数量、保存时间
同位素 182分析方法 IRMS(CO2平衡) IRMS(Zn还原成H2) 直接LSC 浓缩LSC 丙烷合成 氦-内增长，IRMS IRMS(酸化成CO2) IRMS(酸化成CO2) LSC(浓缩成C6H6) 碳吸收LSC GPC(酸化成CO2) 氧化成CO2-IRMS AMS(化合成CO2) IRMS(化合成SO2) IRMS(转换成CO2) 化合成SO2-IRMS 转化成N2-IRMS 转化成CO2-IRMS IRMS(转化成CH3Cl) AMS(转化成AgCL) α光谱测量 TIMS(涂U铁) IRMS(He/He) GPC GPC 132IRMS(C,H) IRMS(H) IRMS(酸化成CO2) IRMS(酸化成CO2) IRMS(化合成SO2) IRMS(转化成CO2) 334分析精度 ±0.1‰ ±1‰ ±8TU ±0.8 TU ±0.1 TU ±0.1 TU O H 3H C 样品数量 水样 10mL 10mL 20mL 250mL 1000mL 50mL -现场测试与保存 b-pl b-pl b-pl b-pl b-gl b-gl 2-样品有效时间 ＞1年 ＞1年 衰减,t1/2=12.31年 几个月 ～1年 ～1年 ～无限期 ～1年 无限期 树脂内小于一个月 无限期 无限期 无限期 ～3个月 ～3个月 无限期 无限期 几个月 几个月 几个月 无限期 衰减, t1/2=10.72年 扩散,1个月 扩散,几天 ---- ---- ---- 13溶解无机碳(DIC:H2CO3,HCO3,CO3) ±0.15‰ 10mg HCO3 pH,过滤,b-gl,NaN2,4℃ ±0.15‰ ±0.3pmC ±5 pmC ＜±0.3 pmC ±0.15‰ ±0.5 pmC ±0.3‰ ±0.5‰ ±0.3‰ 25 mg BaCO3 0.5-3g C 1-3g C 3-5g C pH,过滤,fp-(NaOH,BaCl2),b-pl fp-(NaOH,BaCl2)，b-pl 汽提碳吸收溶液 fp-(NaOH,BaCl2),b-pl 14C 1314C C S O S N O 溶解有机碳(DOC) 20mg C pH,过滤,b-gl,NaN2或HCl 5mg C 2-溶解硫(SO4) 20mg BaSO4 0.1g SO4 -离子交换树脂 过滤,fp-(BaCl2) 过滤,fp-(BaCl2) 341834溶解硫(H2S,HS) 25mg CdS 过滤,fp-(ZnAc或CdAc) 3-1518溶解氮(NO)与氨(NH4) ±0.2‰ 4mg N 用HCl酸化成pH=2 ±0.5‰ ±0.1‰ -15±10 ±0.05 ±0.01 ±10 -3±3dpm cm -3-82.5mg NO3 卤化物 1-10mg Cl -1-10mg Cl 溶解铀 1-5μgU ＜1μgU 溶解气体 50mL H2O 315m H2O -用HCl酸化成pH=2 b-pl b-pl 过滤,用HCl酸化 过滤,用HCl酸化 铜管采样设备 汽缸 汽缸 玻璃注射器,隔膜瓶 玻璃注射器,隔膜瓶 1337Cl 36Cl 234U/U 238He 39Ar Kr CH4 H2 1385±3 dpm cm 100L H2O ±0.1‰ 10mmol CH4 ±1‰ ±0.1 ±0.1 ±0.3 ±0.5 10mmol H2 碳酸盐矿物 〈10mg 10mg C 18O 34C和O单独提取测量 ---- ---- ---- 18S O 18硫化物硫酸盐矿物 25mg CaSO4或FeS2 25mg CaSO4
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