目录第1章 同位素理论基础与分析原理 11.1 同位素的基本概念 11.2 同位素分馏作用 21.2.1 同位素交换 21.2.2 动力学同位素效应 31.2.3 质量相关和非质量相关分馏 41.2.4 特定位置或位点的同位素分馏 51.2.5 扩散作用 51.2.6 影响同位素分馏的其他因素 61.3 瑞利分馏模型 71.3.1 瑞利分馏过程的微分方程 71.3.2 连续分馏系数的瑞利方程 81.3.3 高浓度微量同位素的瑞利方程 101.3.4 可变分馏系数的瑞利方程 101.4 质谱分析基础 111.4.1 质谱仪 111.4.2 质谱仪的性能参数 121.5 同位素测试分析技术 141.5.1 同位素比值质谱仪 141.5.2 热电离质谱仪 171.5.3 多接收杯电感耦合等离子体质谱仪 181.6 标准物质 20参考文献 22第2章 稳定氢、氧同位素 242.1 稳定氢、氧同位素的组成与表达方式 242.2 稳定氢、氧同位素分析测试技术 252.2.1 双通道同位素比值质谱法 252.2.2 基于连续流水平衡的同位素比值质谱法 262.2.3 热转换元素分析同位素比值质谱法 262.2.4 激光水稳定同位素分析技术 272.3 稳定氢、氧同位素的分馏机理 272.3.1 物理过程中的同位素分馏 272.3.2 同位素交换反应 292.4 自然界中稳定氢、氧同位素的组成特征 302.4.1 海水中氢、氧同位素的组成 302.4.2 大气降水中氢、氧同位素的组成 302.4.3 河水和湖泊水中氢、氧同位素的组成 332.4.4 地下水中氢、氧同位素的组成 342.5 稳定氢、氧同位素技术方法应用 362.5.1 确定含水层的补给区或补给高程 362.5.2 确定混合水的混合比例 372.5.3 识别地下水循环模式 372.5.4 量化地表水-地下水相互作用 392.5.5 指示劣质地下水成因 40参考文献 41第3章 稳定碳同位素 433.1 稳定碳同位素的组成与表达方式 433.2 稳定碳同位素分析测试技术 443.2.1 含碳气体的碳同位素测试方法 443.2.2 溶解性无机碳的碳同位素测试方法 453.2.3 碳酸盐岩的碳同位素测试方法 463.2.4 溶解性有机碳的碳同位素测试方法 473.3 稳定碳同位素的分馏机理 473.3.1 碳同位素的热力学平衡分馏 483.3.2 碳同位素的动力学非平衡分馏 493.4 自然界中稳定碳同位素的组成特征 503.4.1 大气圈中碳同位素的组成 503.4.2 生物圈中碳同位素的组成 523.4.3 岩石圈中碳同位素的组成 533.4.4 水圈中碳同位素的组成 533.5 稳定碳同位素技术方法应用 563.5.1 DOC稳定碳同位素指示地下水补给速率与生物地球化学过程 563.5.2 河流中DOC稳定碳同位素示踪径流过程与途径 583.5.3 稳定碳同位素指标喀斯特流域化学风化作用 59参考文献 62第4章 稳定氮同位素 644.1 稳定氮同位素的组成与表达方式 644.2 稳定氮同位素分析测试技术 654.2.1 水体中硝酸盐的氮、氧同位素测试方法 654.2.2 水体中铵态氮的氮同位素测试方法 664.2.3 土壤样品的氮同位素测试方法 674.3 稳定氮同位素的分馏机理 684.3.1 生物固氮作用 694.3.2 同化作用 694.3.3 矿化作用 704.3.4 硝化作用 704.3.5 反硝化作用 714.3.6 氨挥发作用 734.3.7 吸附和解吸反应 734.3.8 氮同位素分馏小结 734.4 自然界中稳定氮同位素的组成特征 744.4.1 岩石圈中氮同位素的组成 744.4.2 大气圈中氮同位素的组成 754.4.3 水圈中氮同位素的组成 764.4.4 生物圈中氮同位素的组成 794.5 稳定氮同位素技术方法应用 814.5.1 地下水中不同来源硝酸盐同位素特征值的端元模型 814.5.2 地下水中硝酸盐污染源的定性与定量评价 824.5.3 地下水中硝酸盐反硝化作用的判别 85参考文献 87第5章 稳定硫同位素 905.1 稳定硫同位素的组成与表达方式 905.2 稳定硫同位素分析测试技术 915.2.1 硫同位素样品制备方法 915.2.2 硫同位素比值的质谱测试方法 935.3 稳定硫同位素的分馏机理 955.3.1 硫同位素的热力学平衡分馏 955.3.2 硫同位素的动力学非平衡分馏 965.3.3 硫同位素的非质量相关分馏 985.4 自然界中稳定硫同位素的组成特征 995.4.1 大气圈中硫同位素的组成 995.4.2 水圈中硫同位素的组成 1005.4.3 生物圈中硫同位素的组成 1025.4.4 岩石圈中硫同位素的组成 1025.5 稳定硫同位素技术方法应用 1025.5.1 解析大气中硫的来源 1025.5.2 示踪地下水中硫酸盐来源及其生物地球化学过程 1045.5.3 硫同位素在矿区地下水污染研究中的应用 106参考文献 110第6章 稳定氯、溴同位素 1136.1 稳定氯、溴同位素分析测试技术 1136.1.1 氯、溴同位素分析测试技术的发展历程 1136.1.2 氯、溴同位素样品前处理 1156.1.3 氯、溴同位素在线分析测试技术 1176.2 稳定氯、溴同位素的组成与分馏机理 1186.2.1 自然界中氯、溴同位素的组成 1186.2.2 扩散过程的同位素分馏 1206.2.3 离子渗透过程的同位素分馏 1216.2.4 岩盐沉淀与溶解过程的同位素分馏 1226.3 稳定氯、溴同位素技术方法应用 1236.3.1 示踪地下水的起源及演化过程 1236.3.2 示踪地下水种盐分来源与迁移过程 129参考文献 134第7章 稳定钙同位素 1377.1 稳定钙同位素分析测试技术 1377.1.1 钙同位素标准 1377.1.2 钙同位素样品前处理 1387.1.3 钙同位素测试分析 1397.2 碳酸岩沉淀过程中钙同位素的分馏机理 1427.3 不同风化端元影响下河水钙同位素组成特征 1437.4 不同环境介质中稳定钙同位素组成特征 1447.4.1 雨水和灰尘中钙同位素的组成 1447.4.2 河流中钙同位素的组成 1457.4.3 硅酸岩矿物中钙同位素的组成 1467.4.4 碳酸岩矿物中钙同位素的组成 1477.5 稳定钙同位素技术方法应用 1477.5.1 多水文地球化学过程中钙同位素组成特征 1477.5.2 法国东北部孚日山脉丛林区植物-土壤体系钙循环研究 149参考文献 154第8章 稳定铬同位素 1598.1 稳定铬同位素分析测试技术 1598.1.1 铬同位素分析测试技术的发展历程 1598.1.2 铬同位素样品前处理 1608.1.3 铬同位素测试分析 1628.2 稳定铬同位素的组成与分馏机理 1638.2.1 自然界中铬同位素的组成 1638.2.2 还原过程的铬同位素分馏 1678.2.3 氧化过程的铬同位素分馏 1698.2.4 铬同位素平衡和Cr3+-Cr6+同位素交换 1708.2.5 其他非生物过程的铬同位素分馏 1718.3 稳定铬同位素技术方法应用 171参考文献 173第9章 稳定铁同位素 1759.1 稳定铁同位素分析测试技术 1759.1.1 铁同位素分析测试技术的发展历程 1759.1.2 铁同位素样品前处理 1769.1.3 铁同位素在线测试分析 1779.2 稳定铁同位素的组成与分馏机理 1789.2.1 自然界中铁同位素的组成 1789.2.2 铁同位素的动力学非平衡分馏 1809.2.3 铁同位素的热力学平衡分馏 1829.2.4 河流和土壤中铁同位素的组成与分馏 1839.2.5 微生物驱动下的铁同位素分馏 1849.3 稳定铁同位素技术方法应用 1869.3.1 指示大同盆地高砷地下水成因 1869.3.2 指示弗留利平原地下水中铁的来源和归趋 189参考文献 191第10章 稳定镉同位素 19410.1 稳定镉同位素分析测试技术 19410.1.1 镉同位素分析测试技术的发展历程 19410.1.2 镉同位素样品前处理 19510.1.3 镉同位素在线测试分析 19710.2 稳定镉同位素的组成与分馏机理 19810.2.1 自然界中镉同位素的组成 19810.2.2 镉同位素的分馏机理 20010.3 稳定镉同位素技术方法应用 20210.3.1 示踪珠江沉积物中镉来源 20210.3.2 西伯利亚陆架河口混合区镉的循环 203参考文献 209第11章 稳定钼同位素 21111.1 稳定钼同位素分析测试技术 21111.1.1 钼同位素分析测试技术的发展历程 21111.1.2 钼同位素样品预处理 21211.1.3 钼同位素在线测试分析 21311.2 稳定钼同位素的组成与分馏机理 21411.2.1 自然界中稳定钼同位素的组成 21411.2.2 稳定钼同位素的分馏机理 21511.3 稳定钼同位素技术方法应用 21811.3.1 示踪地球化学过程 21811.3.2 示踪氧化还原过程 219参考文献 221第12章 稳定锶同位素 22512.1 稳定锶同位素分析测试技术 22512.1.1 锶同位素液体样品采集及前处理 22512.1.2 锶同位素固体样品采集及前处理 22612.1.3 锶同位素测试分析 22712.2 稳定锶同位素的组成特征 22812.2.1 岩石中锶同位素的组成 22812.2.2 土壤中锶同位素的组成 22912.2.3 海洋中锶同位素的组成 22912.2.4 水体中锶同位素的组成 22912.3 稳定锶同位素技术方法应用 23012.3.1 示踪岩溶地下水流动系统 23012.3.2 示踪孔隙地下水流动系统 23212.3.3 示踪河流中溶质风化源 235参考文献 238第13章 氯代烃单体碳、氢、氯同位素 24013.1 氯代烃单体碳、氢、氯同位素分析测试技术 24013