Náttúrufræðingurinn - 1998, Page 58

þó klór og bór einnig verið notuð mikið sem
kenniefni hér á landi.
Athuganir á grunnvatnsstreymi með
íbættum kenniefnum hafa aukist mjög á
þessum áratug. Þær byggjast á því að bæta
kenniefni í vatn sem dælt er niður í borholu á
tilteknu svæði og fylgjast síðan með hversu
fljótt og í hve miklum mæli þetta efni skilar
sér í vatn sem streymir úr öðrum borholum á
svæðinu.
I þessari grein verður fjallað um helstu
kenniefni sem notuð hafa verið við grunn-
vatnsathuganir hér á landi og þær forsendur
sem liggja til grundvallar notkun þeirra. í
annarri grein í Náttúrufræðingnum verður
fjallað um niðurstöður athugana með
kenniefnum á uppruna lághitavatns hér á
landi og rennslisleiðum þess í berggrunni.
■ TVÍVETNI OG SÚREFNI-18
Uppgufun sjávar
í ramma hér að neðan er að finna ýmsar
grunnupplýsingar um samsætur vetnis og
súrefnis. Þar kemur fram að í vatni í
náttúrunni eru mestmegnis tvær samsætur
af vetni, einvetni (H) og tvívetni (D), og
einnig tvær af súrefni, súrefni-16 (160) og
súrefni-18 (lsO). í sjó eru 158 af hverri milljón
vetnisfrumeinda tvívetni og 1989,5 af hverri
milljón súrefnisfrumeinda súrefni-18. Af-
gangurinn er einvetni og súrefni-16. Þær
vatnssameindir sem innihalda annaðhvort
tvívetni eða súrefni-18 (HDl60 og H,lxO) eru
þyngri en þær vatnssameindir sem ein-
göngu eru samsettar úr einvetni og súrefni-
16(H2I60).
Samsætur vetnis og súrefnis
Snemma á 20. öld voru leiddar líkur að því að sum frumefni vœru gerð úr
misþungum frumeindum. Orðið „ isotope “ (samsœta) var fyrst notað árið 1913
til að aðgreina misþungar frumeindir sama frumefnis. Fjöldi róteinda í kjarna
frumefnis er ávallt hinn sami og rœður sæti þess í lotukerfinu. Auk róteinda eru
nifteindir í kjarna, en fjöldi þeirra er breytilegur. Þungi frumeinda sama
frumefnis rœðst af heildarfjölda róteinda og nifteinda og getur því verið
mismunandi.
Vetni hefur eina róteind, en afþvíeru tilþrjár samsœtur (einvetni, tvívetni og
þrívetni, táknað með H, D og T). Súrefni hefur átta róteindir og af því eru
sömuleiðis þrjár samsætur (táknað með l6Ot 17O og mO og lesið sem súrefhi-16
o.s.frv.). Eitt grammmól afH vegur Ig og eitt grammmól af'sO 18g. Samsœtur
súrefnis eru ekki geislavirkar. Það er þrívetni hins vegar, en ekki hinar
samsætur vetnisins. 1 náttúrunni er langmest afH og l60. Magn l70 er mjög lítið
og kemur ekki frekar við sögu í þessari grein.
Sameindin vatn er gerð úr tveimur frumeindum af vetni og einni af súrefni
(H20). 1 sjó eru 158 af hverri milljón vetnisfrumeinda í vatnssameindunum
tvívetni og 1989,5 afhverri milljón súrefnisfrumeinda lsO. Vatnssameindirnar í
sjónum eru þannig að langmestu samsettar úr einvetni (H) og súrefni-16 (,60).
Slíkt vatn má einkenna sem HfbO. Sumar sameindirnar hýsa þó eitt tvívetni í
stað einvetnis (HDl60) og aðrar ,sO í stað ,óO (HfsO). Vegna fœðar tvívetnis-
frumeindanna (D) og súrefnis-18 frumeindanna (,H0) og handahófskenndrar
dreifingar þeirra milli vatnssameinda geyma sárafáar sameindir vatns ísjónum
tvö tvívetni (D2,60) eða bœði tvívetni og IH0 (HD,80), að ekki sé talað um
vatnssameindir sem eingöngu eru gerðar úr þungum frumeindum (DfsO). Það
má gleyma þessum fáu þungu sameindum vatns (Df60, HD,sO og D2,sO) í
umfjöllun þessarar greinar og líta svo á að sjórinn, sem og annað vatn í
náttúrunni, samanstandi afþremur mismunandi vatnssameindum, HfbO, HD,60
og H2,sO.
56