Pit lake oxygen and hydrogen isotopic composition in subarctic Sweden: A comparison to the local meteoric water line

Paulsson, Oscar; Widerlund, Anders

doi:10.1016/j.apgeochem.2020.104611

Cited by 8 publications

(2 citation statements)

References 28 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The long-term LEL has a slope of 4.41, similar to studies in nearby regions in central and northern Alberta (Gibson et al 2016(Gibson et al , 2019. The intersection of the LEL and the LMWL can be used as an estimate of the weighted mean isotopic composition of annual precipitation, which is often assumed to be the isotopic composition of input to the lake (Gibson et al 1993;Paulsson and Widerlund 2020). Here, the intersection falls approximately between the composition of rain and snow, tending towards rain (δ 18 O ≈ -18 ‰; δ 2 H ≈ -142 ‰; Fig.…”

Section: Long-term Isotopic Compositions Of Ursa Lakes and Groundwatermentioning

confidence: 68%

Landscape controls of surface-water/groundwater interactions on shallow outwash lakes: how the long-term groundwater signal overrides interannual variability due to evaporative effects

et al. 2021

View full text Add to dashboard Cite

The spatial and temporal controls on variability of the relative contributions of groundwater within and between flow systems to shallow lakes in the low-relief glaciated Boreal Plains of Canada were evaluated. Eleven lakes located in a coarse glacial outwash, of varying topographic positions and potential groundwater contributing areas, were sampled annually for stable O and H isotope ratios over the course of 8 years. It was demonstrated that landscape position is the dominant control over relative groundwater contributions to these lakes and the spatial pattern of the long-term isotopic compositions attributed to groundwater overrides interannual variability due to evaporative effects. Lakes at low landscape positions with large potential groundwater capture areas have relatively higher and more consistent groundwater contributions and low interannual variability of isotopic composition. Isolated lakes high in the landscape experience high interannual variability as they have little to no groundwater input to buffer the volumetric or isotopic changes caused by evaporation and precipitation. An alternative explanation that lake morphometry (area and volume) control long-term isotopic compositions is tested and subsequently refuted. Landscape position within coarse outwash is a strong predictor for relative groundwater input; however, surface-water connections can short circuit groundwater pathways and confound the signal. A hydrogeological case study for three of the study lakes is used to contextualize and further demonstrate these results.

show abstract

Section: Long-term Isotopic Compositions Of Ursa Lakes and Groundwatermentioning

confidence: 68%

Landscape controls of surface-water/groundwater interactions on shallow outwash lakes: how the long-term groundwater signal overrides interannual variability due to evaporative effects

et al. 2021

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…В арктических регионах, подверженных влиянию многолетней мерзлоты, изотопы воды и водораствренного углерода все чаще используются для оценки вклада талых вод в баланс общего речного стока [12][13][14], особенно в условиях ускорения темпов деградации мерзлоты [15][16][17][18]. На территории Ямало-Ненецкого автономного округа уже проводились работы по изучению стабильных изотопов кислорода и водорода поверхностных (речных, озерных) и приповерхностных грунтовых вод для понимания доминирующих процессов образования стока в условиях, подверженных влиянию многолетней мерзлоты [19].…”

Section: Introductionunclassified

Использование Стабильных Изотопов Водорода, Кислорода И Углерода При Интерпретации Условий Формирования Поверхностных Водных Объектов Ямало-Ненецкого Автономного Округа

Лепокурова

Иванова²,

Пыряев³

2023

IZVESTIYA

View full text Add to dashboard Cite

Ссылка для цитирования: Лепокурова О.Е., Иванова И.С., Пыряев А.Н. Использование стабильных изотопов водорода, кислорода и углерода при интерпретации условий формирования поверхностных водных объектов Ямало-Ненецкого автономного округа // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334. – № 6. – С.7-19. Актуальность. Стабильные изотопы широко используются в геохимии при решении различных генетических задач, что связано с допущением о постоянстве первозданного изотопного состава любого элемента, впоследствии измененного под воздействием различных процессов. В практике исследований поверхностных вод изотопные методы применяются при решении не только прямых генетических, но и различных сопутствующих приложений. В арктических регионах, подверженных влиянию многолетней мерзлоты, изотопы воды все чаще используются для оценки вклада талых вод в баланс общего речного стока, особенно в условиях ускорения темпов таяния, что ведет к изменению гидрологического режима и общей структуры ландшафта. Анализ изотопного состава водорастворенного углерода представляет отдельный исследовательский интерес, поскольку дает представление об участии высвобождаемого при таянии мерзлотных торфов органического вещества в изотопном обмене с водами. Совместное использование химических и изотопных характеристик водных объектов позволит детально изучить генезис, особенности формирования и взаимодействия данных вод с окружающей средой. Цель: уточнение генезиса и условий формирования поверхностных водных объектов арктических районов Западной Сибири, подверженных влиянию многолетней мерзлоты, с использованием состава стабильных изотопов Н, О, С. Объекты: поверхностные водные объекты тундровой и лесотундровой природных зон Ямало-Ненецкого автономного округа. Полевые исследования проходили в августе 2020 г. Пробы воды на изотопный состав были отобраны в трех крупных реках – Обь, Таз, Пур, и в правом притоке реки Пур – Нгарка-Хадытаяха, в 7 крупных озерах (площадью от 2,5 тыс. до 300 тыс. м2) и в 1 мелком термокарстовом озере (12 м2), в 3 просадках (начальная стадия образования термокарстовых озер) и 2 почвенных разрезах. Всего 17 проб воды. Кроме того, были отобраны 5 образцов торфа на одном почвенном разрезе в пяти интервалах по глубине до 55 см. Методы. Химический состав вод был проанализирован в аккредитованной Проблемной научно-исследовательской лаборатории гидрогеохимии Томского политехнического университета методами титрования, масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, фотометрии, ионной хроматографии и высокотемпературного каталитического окисления. Исследование изотопного состава кислорода, водорода вод, а также углерода водорастворенной углекислоты проводилось в Центре коллективного пользования многоэлементных и изотопных исследований СО РАН с помощью прибора Isotope Ratio Mass Spectrometer FinniganTM MAT 253, снабженного приставками пробоподготовки H/Device и GasBench II. Результаты. Приведены данные по изотопному составу кислорода и водорода вод, а также водорастворенного углерода для поверхностных вод тундровой и лесотундровой природных зон ЯНАО. Показано, что для каждого объекта (почв, просадок, озер и рек) характерны индивидуальные интервалы значений δD, δ18О, δ13С (водорастворенный углерод), что указывает на разную специфику их формирования и позволяет их дифференцировать. Сопоставление с уже имеющимися данными по δD, δ18О атмосферных осадков, поверхностных вод и снега региона выявило, что речные и почвенные воды, в сравнении с другими водными объектами, формировались в более холодных условиях. Значения δ13СDIC указали на наличие двух источников углерода в поверхностных водах региона: биогенный (легкий) и почвенный диффузионный, наследующий изотопный состав атмосферы (тяжелый). Первый превалирует в почвенных водах, просадках, мелких озерах и, по-видимому, в застойных водах рек. В крупных озерах и в активном течении реки больше проявляется почвенный диффузионный СО2. Влияние в регионе таянья многолетней мерзлоты проявляется в облегчении значений δD и δ18О (более легкие талые воды), а также в облегчении δ13СDIC (при высвобождении из почв и торфов дополнительного биогенного углерода). Составлена схема возможной интерпретации состава стабильных изотопов природных вод и водорастворенного углерода в регионе. Результаты исследований могут быть использованы для установления генезиса природных вод региона, уточнения условий их формирования, выявления процессов деградации многолетнемерзлых толщ, оценки темпов деградации, реконструкции палеоклимата и т. д.

show abstract

Stable Sulfur and Oxygen Isotope Compositions of Sulfates to Disentangle Agrocontaminants from Other Sources of Sulfur in Agrosystems

Skrzypek

2024

Tracing the Sources and Fate of Contaminants in Agroecosystems

View full text Add to dashboard Cite

This chapter summarizes key information about the sulfur cycle and stable sulfur isotope biogeochemistry. The overview includes a description of the range of the stable sulfur isotope compositions in natural environments, potential pollutants and fertilizers used in agriculture. The primary focus is on the generation, transport, and mixing of sulfate and on its stable sulfur and oxygen isotope compositions that can be used as tracers. Several case studies that apply stable sulfate isotope analyses for the identification and quantification of pollutants in natural environments are used to provide an overview of successful applications and highlight major challenges. These are followed by the principles of sulfate sampling and analytical techniques.

show abstract

Pit lake oxygen and hydrogen isotopic composition in subarctic Sweden: A comparison to the local meteoric water line

Cited by 8 publications

References 28 publications

Landscape controls of surface-water/groundwater interactions on shallow outwash lakes: how the long-term groundwater signal overrides interannual variability due to evaporative effects

Landscape controls of surface-water/groundwater interactions on shallow outwash lakes: how the long-term groundwater signal overrides interannual variability due to evaporative effects

Stable Sulfur and Oxygen Isotope Compositions of Sulfates to Disentangle Agrocontaminants from Other Sources of Sulfur in Agrosystems

Contact Info

Product

Resources

About