2013—2023年宁德核电厂周边海洋生物中^(137)Cs放射性水平分析与评价

环境中的^(137)Cs是公众所受内照射剂量的主要元素之一,在我国核电事业繁荣发展及日本福岛第一核电站排放核污染水的背景下,需要重点关注环境中^(137)Cs的放射性水平。该文对2013—2023年宁德核电厂周边海洋生物中^(137)Cs放射性水平进行分析与评价,结果表明,宁德核电厂周边海洋生物中^(137)Cs比活度范围仍处于环境本底水平,周边居民食入水产品中^(137)Cs所致公众年有效剂量远低于国家规定的剂量限值。

茄子对干沉积^(90)Sr、^(137)Cs的截获和易位行为研究

开展农作物对干沉积放射性气溶胶的截获和易位行为研究,对于公众辐射剂量估算以及旨在降低农产品放射性污染应对措施的有效性评估至关重要。选取我国代表性果菜类作物——茄子作为研究对象,在实验室开展了典型裂变产物^(90)Sr、^(137)Cs在茄子不同生长阶段的截获和易位行为研究。结果表明,试验植物对放射性核素的截获份额和易位因子随植株生长时间的延长而增大。开花期茄子对^(90)Sr、^(137)Cs的截获份额分别为0.14、0.21,结果期茄子对^(90)Sr、^(137)Cs的截获份额分别为0.17、0.26;开花期茄子对^(90)Sr、^(137)Cs的易位因子分别为1.6、4.7,结果期茄子对^(90)Sr、^(137)Cs的易位因子分别为2.3、5.9。就不同核素而言,不同生长阶段试验植物对^(137)Cs的截获份额和易位因子均高于^(90)Sr。

低剂量^(137)Cs照射对甘蓝型油菜幼苗抗氧化酶活性及光合作用的影响

目的:探讨低剂量(≤30 Gy)电离辐射对甘蓝型油菜(简称油菜)幼苗期抗氧化酶活性及光合作用的影响。方法:采用土培方式获得油菜幼苗,每个剂量组包括5棵油菜。以^(137)Cs为放射源,采用间隔照射代替慢性照射,每周照射5 d,每天照射7 h,照射剂量率为8.28 mGy/min,总照射剂量分别为0(对照组)、5、10、15、20、25和30 Gy组。检测受照后幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性,叶片叶绿素a、b、a+b、类胡萝卜素含量,采用实时荧光定量PCR检测光合作用相关基因(psb A、psb D、psb C和LOD106434505)的表达。结果:与对照组比较,SOD活性随着照射剂量的增加而增强(P<0.05);CAT活性在30 Gy照射组最高且增加至对照组的1.50倍(P<0.05);POD活性在5和15 Gy照射组表现为增加(P<0.05),25 Gy剂量组最低,仅为对照组的41%(P<0.05)。随着照射剂量的增加,油菜幼苗的叶绿素a、b含量先增加,在10 Gy剂量组最高(P<0.05),随后降低;叶绿素a+b含量和类胡萝卜素含量变化不显著,在5 Gy剂量组最高(P<0.05)。油菜受到照射后,psb A和psb D mRNA的表达变化不明显(P>0.05);psb C mRNA的表达水平除15 Gy剂量组外均下调(P<0.05);LOC106434505 mRNA的表达随着照射剂量增加的显著上调(P<0.05)。结论:低剂量(≤30 Gy)^(137)Cs照射能够增强油菜幼苗抗氧化酶活性,并通过影响油菜幼苗叶绿素含量、光电子转运、能量捕获与传递对油菜光合作用产生影响。

基于^(137)Cs和^(210)Pbex方法的高寒草甸坡面土壤侵蚀示踪

高寒草甸是青藏高原主要的草地类型之一。为了解高寒草甸坡面土壤侵蚀特征,以兴海盆地高寒草甸坡面为研究区,分析了高寒草甸坡面上^(137)Cs和^(210)Pbex的分布特征;利用^(137)Cs和^(210)Pbex示踪方法,通过转换模型估算了高寒草甸坡面土壤侵蚀速率,并对两种方法估算的结果进行了对比。结果表明:(1)选取的高寒草甸背景土壤剖面上^(137)Cs质量活度最大值分布在2~4 cm层位,^(210)Pbex质量活度最大值出现在最表层。(2)研究区坡面^(137)Cs和^(210)Pbex质量活度和通量在不同的坡位有明显的差异。(3)根据^(210)Pbex估算的土壤侵蚀速率高于基于^(137)Cs估算的土壤侵蚀速率,表明研究区近几十年土壤侵蚀可能呈增加趋势。(4)根据^(137)Cs和^(210)Pbex估算的土壤侵蚀速率具有极显著的正相关关系(r=0.94,P<0.01),表明^(210)Pbex结合或替代^(137)Cs方法示踪高寒草甸区土壤侵蚀的潜力。

中国内地地区表层土壤和陆生植物的^(137)Cs水平分析

为评估当前中国地表环境人工放射性水平,用反康普顿HPGeγ能谱无损分析了我国陆地表层土壤和陆生植物中^(137)Cs的含量,采用蒙特卡洛方法对样品几何形状因子和密度差异进行校正.分析结果表明:中国内地表层土壤人工放射性水平最高的是西北部的哈密地区,^(137)Cs的比活度为29.9Bq/kg,其次为东北部的罕乌拉地区,^(137)Cs的比活度为24.6Bq/kg;高值带是从哈密到罕乌拉的一条长约3000km,宽约200km的区域,与20世纪上风向核试验场的大气层核试验放射性烟云的传输沉降带基本一致,其他地区土壤中^(137)Cs含量较低,但所有样品的^(137)Cs含量均在全球沉降本底范围以内,最可几比活度为1.74Bq/kg;陆生植物样品中^(137)Cs的含量整体上很低,大多数低于1.5Bq/kg的水平,云南和河南两个地区的植物中^(137)Cs出现了一些高值,这与该地区中土壤样品可交换态的^(137)Cs含量较高有可能相关.

高放废液中^(137)Cs的萃取去除

高放废液的处理处置是影响核能可持续发展的重要因素之一。从高放废液中萃取分离高释热放射性核素^(137)Cs不仅有利于实现高放废液的安全处置,也可满足^(137)Cs在诸多工业领域的应用需求。研究提出了以杯芳烃冠醚衍生物为萃取剂从高放废液中萃取分离Cs的工艺流程,并分别采用模拟和真实高放废液对流程进行了验证实验。结果表明,模拟高放废液实验中Cs(Ⅰ)的萃取率达到99.9%,热实验中^(137)Cs的萃取率达到99.95%。该工作所提出的工艺流程为进一步开展我国动力堆高放废液处理及^(137)Cs分离提取提供了参考数据。

鸭绿江口^(137)Cs的沉积记录及其意义

根据2013、2014、2018年鸭绿江口16个柱状样的^(137)Cs沉积记录,分析了其垂向分布特征,划分了^(137)Cs的4种沉积类型.根据柱状样^(137)Cs蓄积量较高、沉积连续、沉积过程清楚、最大蓄积峰对应1963年的特征初步确定了适合河口不同沉积状态的4个“参考”剖面,并与理想状态的大气沉降曲线进行了对比分析,显示鸭绿江口参考剖面的^(137)Cs沉积记录与大气沉降量(输入函数)曲线基本吻合. 1963年的主计年时标涵盖大部分柱状样,层位清楚、容易识别、可以信赖.鸭绿江口存在疑似1975年和1986年^(137)Cs的计年时标,但用于计年时需谨慎. 1986年以后大多数沉积记录显示了^(137)Cs沉积迅速降低的趋势,其他少部分柱状样的^(137)Cs蓄积峰是动力过程混合或扩散作用的结果,也不排除陆源输送.表层沉积物大多数站位检测不出^(137)Cs,说明近期陆源^(137)Cs的输送量微乎其微,个别站位表层中较多的^(137)Cs来源有待进一步研究.

某核设施周围土壤中^(137)Cs放射性水平及所致居民外照射剂量评价

^(137)Cs是核设施环境监测中重点关注的人工放射性核素。对2012—2021年某核设施周围土壤中^(137)Cs放射性水平进行了统计分析,与同类核设施进行了对比,建立了一套针对土壤中^(137)Cs所致居民外照射剂量的本底扣除方法,估算了该核设施周围土壤中^(137)Cs所致居民外照射剂量。结果表明:2012—2021年期间该核设施周围土壤样品中^(137)Cs的活度浓度平均值呈现出先下降后回升的趋势,近10年平均值1.81 Bq/kg,略高于同类核设施。从监测点位来看,^(137)Cs活度浓度平均值较高的6个点位中有4个分布在该核设施周围2 km半径内。该核设施周围土壤样品中的^(137)Cs所致居民年均外照射有效剂量为1.32μSv,仅为核设施公众年剂量目标值的0.5%。

南沙海域沉积物^(239+240)Pu和^(137)Cs的分布特征及环境意义

放射性核素^(239)Pu、^(240)Pu和^(137)Cs具有沉积物定年和互相印证的优势,已被广泛运用于沉积速率及放射性物质来源的评估研究中.本文测量和分析了从南沙海域采集的6个沉积物岩芯中的^(137)Cs、239+240Pu活度和240Pu/239Pu原子比.结果表明,南沙海域沉积物中^(137)Cs、^(239+240)Pu活度的变化范围分别为(0.758±0.078)—(1.687±0.145)Bq·kg^(-1),(0.256±0.019)—(0.752±0.078)Bq·kg^(-1).^(240)Pu/^(239)Pu原子比变化范围为(0.184±0.020)—(0.201±0.028),介于全球沉降和太平洋核试验场(PPG)240Pu/239Pu原子比范围之间,通过两端元法计算出PPG对南沙海域钚(Pu)的相对贡献为7.15%—15.89%(平均为11.29%).^(137)Cs和^(239+240)Pu活度的垂直分布特征表明,除NS-3岩芯外,其它5个岩芯的^(137)Cs和^(239+240)Pu均为典型的单峰.^(239+240)Pu法与^(137)Cs法计算的沉积速率基本一致,说明在采样区域,沉积物混合和外界扰动过程对颗粒物沉积影响不大.在NS-2站位,210Pbex法测得的沉积速率大于其它两种方法的沉积速率,可能是由于NS-2站位离岸较近,人为干扰、沉积物混合作用等其他因素致使210Pbex法测定的结果受到了影响.

基于^(137)Cs的青藏高原高寒草甸土壤侵蚀及碳流失估算

[目的]定量分析青藏高原高寒草甸土壤侵蚀状况及其伴随的碳流失,为全面评估土壤侵蚀影响,实施有效水土保持措施提供参考。[方法]结合^(137)Cs示踪技术与前人研究,对青藏高原高寒草甸土壤的整体侵蚀水平及其土壤有机碳流失进行了估算。[结果]未受人为扰动的高寒草甸土壤自上而下表现出3个层次(A,B和C层)的理化性质特征,其^(137)Cs分布遵循显著指数递减模式。目前,高原草甸土壤年均侵蚀模数约为77~230 t/km^(2),推测其每年直接导致的土壤有机碳损失量平均不低于4.86 t/km^(2)。[结论]青藏高原高寒草甸土壤侵蚀水平整体较弱,但因土壤侵蚀流失的有机碳不容忽视。在未来气候变化背景下,升温导致的土壤湿度下降对植被生长的限制,以及人类活动的影响,较大可能成为诱使青藏高原草甸土壤退化和有机碳流失的潜在因素。

海水中^(137)Cs和^(90)Sr分析的实验室间比对

为提高海洋环境放射性核素监测水平,开展了海水中^(137)Cs和^(90)Sr的实验室间测量比对活动。^(137)Cs测量结果与参考值的相对偏差为-2.99%~5.97%,测量结果的准确度、精密度和正确度均满足比对要求,比对评价结果均为“合格”;^(90)Sr测量结果与参考值的相对偏差为-41.58%~3.96%,其中12个实验室的比对评价结果为“合格”,1个实验室的比对评价结果为“不合格”。本次比对活动,各参比实验室的整体比对结果良好。

安徽地区气溶胶中^(137)Cs活度浓度监测

利用超大流量气溶胶采样器和γ谱仪,对安徽三个点位气溶胶中人工放射性核素137 Cs活度浓度进行了为期两年的采样监测,共六次检出超过探测限的137 Cs,活度浓度为1.4~6.5μBq/m^(3)。结合国家辐射环境监测网现有数据,对安徽地区气溶胶中^(137)Cs活度浓度与季节、空气条件关系进行了分析,为深入研究大气中相关放射性核素浓度分布规律奠定了基础。

^(137)Cs-γ源空气比释动能率标准装置不确定度的评定

针对^(137)Cs源空气比释动能率标准装置开展不确定度评定,分析了空气比释动能测量值不确定度测量采用的数学模型及主要的不确定分量,利用不确定度评定方法,计算得到空气比释动能装置测量结果的不确定度报告。对空气比释动能测量值不确定度各分量进行分析及计算,结果表明,^(137)Cs源空气比释动能率标准装置的相对扩展不确定度为8.2%(k=2),满足相关规定要求。

中国^(137)Cs本底值区域分布研究

137Cs区域本底值的确定是应用137Cs法研究土壤侵蚀的首要问题。本文利用Walling和He的137Cs本底值计算模型和软件对中国137Cs本底值区域分布进行了模拟计算。结合前人对中国不同区域137Cs本底值的研究结果,将各区域137Cs实测本底值同模拟值进行比较,指出了模拟结果存在的主要问题,在此基础上讨论了中国137Cs本底值的区域分布特点和影响中国137Cs区域本底值的主要因素。

太湖THS孔现代沉积物^(137)Cs和^(210)Pb的分布及计年

太湖THS沉积物柱状岩心中存在3个明显的137Cs蓄积峰,高含水率和有机质含量是前苏联切尔诺贝利核电站核泄漏对应的137Cs蓄积峰向表层迁移的一个可能的原因。利用137Cs核素1963年和1975年对应的蓄积峰计算出沉积速率为0.34 cm/a。利用137Cs核素1963年对应的蓄积峰进行校正,采用210Pb计年的CRS模式获得不同时段的沉积速率,发现在80年代末沉积物堆积通量最高,达到0.6 g/(cm2.a)。两种计年方法的结合有助于认识沉积速率的变化情况。

青海共和盆地土壤风蚀的^(137)Cs法研究(Ⅱ)——^(137)Cs背景值与风蚀速率测定

通过对高寒草原背景值样点(RS7)的分析,将共和盆地的137Cs背景值含量确定为(2691.78±196 08)Bq·m-2,基本接近北半球137Cs背景值的平均水平,其137Cs剖面满足尖峰分布函数,与公认的理论分布(即负指数分布)相比,呈现出峰值下移和曲线趋平的现象,可能与近几十年来137Cs的稳定下渗有关。应用137Cs背景值剖面分布函数,建立了风蚀速率的137Cs估算模型,估算出四个样方的土壤风蚀速率,并由此转化为区域风蚀速率,计算出共和盆地区域土壤风蚀速率为12 556t·hm-2·a-1,通过蚀积平衡检验,其误差水平小于10%。并分析了风蚀物的输出途径及其所占比例。

植物对^(137)Cs污染土壤的修复

选用了南瓜、油菜、虎尾草、红梗叶甜菜、东升叶甜菜和红甜菜等几种植物,通过盆栽模拟,研究不同活度137Cs污染的广东大亚湾水稻土、浙江秦山水稻土和北京褐土的生物修复作用。结果表明,供试植物在3种土壤上均对137Cs有较强的吸收能力,并随137Cs施入量的增加而增加,两者呈显著正相关r2=0.9989。在污染水平相同的情况下,试验发现,虎尾草、油菜和南瓜所吸收137Cs的比活度随土壤的pH值降低而增加。6种植物的生物修复能力差异较大,综合评价结果为,对137Cs污染土壤修复能力的顺序是:虎尾草>油菜>红梗叶甜菜>南瓜>红甜菜>东升叶甜菜。

东平湖沉积物^(210)Pb、^(137)Cs垂直分布及年代学意义

对东平湖沉积物柱状岩芯放射性年代学研究表明:12cm处的 ^(137)Cs比活度峰值对应于1963年人工核试验高峰,9cm和6cm处的 ^(137)Cs比活度蓄积峰可能分别与1974年的全球核素散落和1986年前苏联切尔诺贝利核电站核泄漏有关;^(210)Pb比活度随深度呈指数衰减,利用 ^(137)Cs核素1963年对应的蓄积峰进行校正,采用 ^(210)Pb计年的CRS模式建立了1889年以来东平湖现代沉积年代序列。根据 ^(210)Pb年代序列,计算了东平湖现代沉积速率,发现近百年来东平湖地区沉积速率有明显变化:1889～1945年,沉积速率较高,平均达0.297g/cm^2·a;1945～1963年,沉积速率整体处于下降趋势;1963～2000年,沉积速率比较稳定,平均约0.141 g/cm^2·a;约2000年以来,沉积速率有增高趋势。通过分析认为,1945年以前东平湖较高的沉积速率可能与东平湖作为黄河水的自然滞洪区有关;1950年代国家对东平湖的治理改造,控制了黄河水的自然倒灌,导致了东平湖沉积速率的迅速下降;1963年以后,由于黄河上中游大型水利工程设施的修建,抑制了东平湖调洪功能的发挥,导致东平湖沉积速率低而稳定;近年来,东平湖沉积速率有增大趋势,这可能与湖区人民发展围网养殖带入较多的沉积物有关。

渤海湾老狼坨子海岸带^(14)C、^(137)Cs、^(210)Pb测年与现代沉积速率的加速趋势

通过对渤海湾西岸L剖面中同一关键层的碳酸钙和原生腹足类壳体的14C测年对比研究,确定了晚全新世约2800calBP的层位及沉积速率0.045cm/a;8个样柱的137Cs和210Pbexc强度、蓄积量揭示了距今约120年来堤后盐沼的平均沉积速率约为0.35cm/a,而面向开放海湾的潮坪上部则达到约2～3cm/a。研究区近1个世纪以来沉积速率的加速趋势,是渤海湾西岸泥质海岸带的特征之一。

内蒙古乌梁素海^210Pb和^137Cs测年与现代沉积速率

对乌梁素海沉积物柱心样品进行210Pb、137Cs测年分析表明,柱心剖面上有明显的1963年蓄积峰,这个蓄积峰对乌梁素海的现代沉积有明显的时标意义。根据210Pb的CRS模式,可以计算出每个样品深度所对应的年代,在该沉积柱心中与137Cs时标吻合较好。乌梁素海的沉积速率并不稳定,变化比较大,表明乌梁素海近113 a来沉积环境不稳定。210Pb、137Cs两种计年方法的结合有助于认识沉积速率变化较大的沼泽的沉积状况,也有助于对核素计年方法的理解。