Isotope hydrology

การศึกษาวัฏจักรน้ำด้วยไอโซโทปไฮโดรโลยี

น้ำ เป็นองค์ประกอบที่มีมากที่สุดถึง 3 ใน 4 ส่วนของพื้นโลก ซึ่งส่วนใหญ่ ประมาณ 97% ของน้ำทั้งหมด อยู่ในสภาพน้ำเค็มในมหาสมุทร ประมาณ 2% ของน้ำทั้งหมดอยู่ในสภาพน้ำแข็งบริเวณขั้วโลก และที่เหลืออีก 1% อยู่ในสภาพน้ำจืดที่อยู่ในบริเวณพื้นโลก ได้แก่ น้ำผิวดินและน้ำใต้ดิน มากกว่านั้นสิ่งมีชีวิตทั้งหมดที่อยู่บนพื้นโลกมีความจำเป็นต้องใช้น้ำจืดที่มีอยู่อย่างจำกัดนี้สำหรับการดำรงชีวิต น้ำจืดที่สิ่งมีชีวิตสามารถใช้ในการอุปโภคและบริโภคนั้นจะต้องมีทั้งปริมาณและคุณภาพที่ดีเพียงพอสำหรับการดำรงชีวิต ดังเช่น ภัยแล้ง น้ำท่วม และคุณภาพน้ำจืดที่ด้อยลง ดังนั้นการบริหารจัดการทรัพยากรน้ำอย่างมีประสิทธิภาพและเพียงพอต่อความต้องการ จึงมีความสำคัญเป็นอย่างยิ่ง

ไอโซโทปไฮโดรโลยี (Isotope hydrology) เป็นการประยุกต์ใช้เทคนิคไอโซโทปซึ่งเปรียบเสมือนลายพิมพ์นิ้วมือของน้ำโดย แต่ละที่จะความแตกต่างกันของอุณหภูมิ ความใกล้ไกลทะเล ความสูงต่ำของพื้นที่ ซึ่งปัจจัยเหล่านี้จะทำให้ค่าไอโซโทปเสถียรในน้ำมีความแตกต่างกัน รวมทั้งไอโซโทปรังสีในธรรมชาติที่ละลายในน้ำเมื่อซึมเข้าสู่ระบบชั้นน้ำบาดาลเกิดการสลายตัวในระหว่างการไหลทำให้สามารถหาอายุน้ำจากค่าครึ่งชีวิตของไอโซโทปรังสีนั้น ๆ อายุน้ำที่ได้นี้จึงเปรียบเสมือนเป็นตัวแทนของเวลาการไหล ข้อมูลเหล่านี้สามารถนำมาใช้ประเมินและทำความเข้าใจกระบวนการ ต่าง ๆ ในวัฏจักรของอุทกวิทยา (Hydrologic cycle) ดังเช่น กระบวนการการไหลของน้ำ, การจำแนกแหล่งที่มาของน้ำแต่ละแหล่ง, กระบวนการปฏิสัมพันธ์และการผสมภายในแหล่งน้ำ, การเคลื่อนที่ของน้ำบาดาล (พลวัตของน้ำบาดาล), การติดตามแหล่งที่มาของน้ำฝน แหล่งที่มาของการปนเปื้อน องค์ความรู้เหล่านี้เป็นองค์ความรู้ที่สำคัญสามารถนำมาช่วยในการตอบปัญหาที่เกิดขี้นเป็นประโยชน์ต่อการบริหารจัดการทรัพยากรน้ำให้ยั่งยืนและเกิดประโยชน์สูงสุด

เครื่องมือทางด้านไอโซโทปไฮโดรโลยีที่สำคัญ สามารถแบ่งเป็น 2 ประเภท คือ

การวิเคราะห์สัดส่วนไอโซโทปเสถียร (Stable isotope) ในตัวอย่างสิ่งแวดล้อม เปรียบเสมือนลายพิมพ์นิ้วมือของตัวอย่าง ทำให้ให้ทราบถึงแหล่งที่มา และกระบวนการที่เกิดขึ้นในวัฏจักรน้ำที่ในพื้นที่ศึกษา ห้องปฏิบัติการการวิเคราะห์ไอโซโทปเสถียร สามารถวิเคราะห์ ไอโซโทปเสถียรในน้ำ (Stable isotope: d²H and d¹⁸O), ไอโซโทปเสถียรคาร์บอน (d¹³C)
การวิเคราะไอโซโทปรังสีในสิ่งแวดล้อม เช่น ทริเทียม (³H) และ คาร์บอน-14 (¹⁴C) ทำให้ทราบถึงอายุน้ำบาดาลในแต่ละแหล่งซึ่งเป็นตัวแทนของเวลาการไหล ในแหล่งน้ำนั้น

เทคนิคทางนิวเคลียร์ที่ใช้

สนใจข้อมูลเพิ่มเติม ติดต่อ
ศศิพันธุ์ คะวีรัตน์ เกียรติพงษ์ คำดี และทีมวิจัย