визначення палеотемператур стародавніх морів і з'явився наступним великим внеском у розвиток геохімії ізотопів легких елементів. Розроблені методи були застосовані С.Епштейном. Т. Майеда, І. Фрідменом та іншими для вивчення ізотопного складу природних вод [78, 80]. p align="justify"> Три ізотопу водню - 1Н, 2Н (D) і 3Н (Т) - і шість ізотопів кисню - 14о, 15О, 16О, 17О, 18О і 19О - утворюють 36 ізотопних різновидів, з яких тільки 9 включають стабільні ізотопи і містяться в природній воді приблизно в таких концентраціях, мовляв. %: 1Н216О - 99,73; 1Н217О - 0,04; 1Н218О - 0,20; 1Н2Н16О - 0,03; 1Н2Н17О - 1,2 * 10-15; 1Н2Н18О - 5,7 * 10-5; 2Н216О - 2, 3 * 10-6; 2Н217О - 0,9 * 10-9 і 2Н218О - 4,4 * 10-9.
Найбільшу роль у геохімічних дослідженнях мають співвідношення стабільних ізотопів водню (D/H? 1/6700) і кисню (18О/16О? 1/500). Радіоактивні ізотопи 14о, 15О і 19О, життя яких вимірюється секундами, так само як і стабільний ізотоп 17О (надзвичайно слабо поширений), практично не використовуються. У гідрологічних і гідрогеологічних дослідженнях знайшов застосування радіоактивний ізотоп водню - тритій, з періодом напіврозпаду 12.26 років, який, як правило, у поєднанні зі стабільними ізотопами використовується для встановлення походження і часу перебування вод у зоні активного водообміну. В даний час результати визначень ізотопного складу водню до кисню в природних водах представляють або в абсолютних концентраціях, або щодо прийнятого умовного еталона. У першому випадку дані наводяться в атомних або молярних відсотках або в частинах на мільйон (ppm), у другому - щодо міжнародного стандарту ізотопів води (SMOW), запропонованого Г. Крейгом в 1961 р. [73]. SMOW являє собою середню пробу води, відібраної з Атлантичного, Тихого та Індійського океанів в інтервалі глибин від 500 до 2000 м, в районах, віддалених від континентального стоку, і ретельно перемішаної. Однак для досягнення високої точності ізотопних визначень необхідно періодично проводити взаімосравненіе зразків з відомим змістом ізотопів. Крім того, відмінність між концентрацією ізотопів в аналізованому зразку і стандарті має бути по можливості меншим. Стандарт SMOW має вельми високі вмісту дейтерію і кисню-18. Тому Міжнародне агентство з атомної енергії (МАГАТЕ, Відень, Австрія) запропонувало охопити весь діапазон розподілу відносин D/H і 18О/16О в природних водах поряд стандартів: NBS-1 (дистильована вода, р. Потомак, США), NBS-1A ( снігова вода Йеллоустонського парку, США) і SLAP (антарктичні атмосферні опади), які розподіляються між зацікавленими лабораторіями або у вигляді компенсації за подаються аналітичні дані, або за певну плату [82].
Г. Крейг в 1961 р. перший визначив абсолютні відносини ізотопів водню і кисню в SMOW. Так, для відношення D/H воно склало (158 В± 2) * 10-6, а для відношення 18О/16О - (1993,4 В± 2,5) * 10-16 [73]. Надалі МАГАТЕ доручило Р. Хагеманн та ін [82] провести повторні вимірювання відношення D/H в SMOW і SLAP і провело міжлабораторних взаімосравненіе прийнятих водних еталонів. Отримані Р. Хагеман з співавторами значення склали (D/H) smow = (155,76 В± 0,05) * 10-6; (D/H) slap = (89,02 В± 0,05) * 10-6; Dslap/smow = (-428,50 В± 10) ‰. У 1976 р. П. Берчі за синтетичними сумішам чистих D2O і H2O мас-спектрометричного встановив дещо інші співвідношення ізотопів кисню в SMOW: абсолютне відношення (18О/16О) Rs = (2005,20 В± 0,45) * 10-6 і відносне вміст кисню-18 Хs = (2000,45 В± 0.45) * 10-6 [69]. Обчислені середні значення D і 18О у стандартах NBS-1, NBS-1A і SLAP і абсолютні відносини D/H [82] і 18О/16О [69] представлені в табл. 1. p> Зміст ізотопів водню і кисню в природних водах зазвичай представляють у відносних величинах в проміле (‰):
, (1)
де Rобр і Rст - відношення D/H або 18О/16О в досліджуваному зразку і стандарті SMOW відповідно.
Співвідношення (1) дозволяє обчислити абсолютні концентрації дейтерію або кисню-18 в пробі, якщо замість R0 підставити відповідне еначеніе відносини D/H або 18О/16О в SMOW. При використанні проміжних стандартів необхідно проводити перерахунок за формулою (2), оскільки функція неаддитивних:
, (2)
де - ізотопний склад проби щодо проміжного стандарту; - ізотопний склад стандарту щодо SMOW [77].
Таблиця 1
Середні значення ізотопного складу водню і кисню в міжнародних стандартах води NBS-1, NBS-1A і SLAP щодо SMOW
Визначувані велічіниSMOWNBS-1NBS-1ASLAP D, ‰ 0,0-46,9-183,2-428,0 ? 18О, ‰ 0,0-7,86-24,23-55,5 (D/H) * 10-6155, 76 [82] 148,0127 , 289,03 (18О/16О) * 10-62005, 20 [69] 1989,441956,671894,11
Точність мас-спектрометрнчесніх вимірювань відносини D/H становить В± (15)% 0, відносини 18О/16О - В± (0,10,4)% 0. Всі результати визначень ізотопного складу водню і кисню в природних вод...
