结合粒度和^(137)Cs对小流域水库沉积物的定年——以黔中喀斯特地区克酬水库为例

对取自黔中喀斯特地区克酬水库32cm长沉积物柱样进行137Cs比活度以及粒度测定,结合气象站点降雨数据进行比对分析,对沉积物不同层位的年代进行了划分,并以此结合质量深度推算了1960-2004年间该水库的沉积速率.结合实例分析了137Cs沉降、运移和沉积,改进了仅依靠137Cs峰值定年方法,认为在流域面积较小、137Cs比活度测试绝对数值较小的流域,降水和其他条件造成的土壤侵蚀程度差异可能是造成土壤中137Cs进入湖泊沉积物多少的更主要原因,并表现为沉积物中137Cs不同层位的差异.

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。

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。

纹层计年与^(137)Cs、^(210)Pb法对比研究东北二龙湾玛珥湖现代沉积速率

通过对东北二龙湾玛珥湖顶部无扰动岩心显微研究,证明此岩心发育有良好的年纹层。据精确统计,0~5.5cm间为36个年纹层,纹层计年的误差为4%~7%,年纹层厚度为1.1~2mm不等,平均沉积速率为1.53mm/a,5.5cm处对应于1965年。而二龙湾沉积物(从6.5cm到5.5cm)岩心的137Cs比活度值急剧增加,从(4.67±0.29)dpm/g增加到(12.06±0.47)dpm/g,在5.5cm处有一个较为明显的蓄积峰值,这一峰值被确认对应为1963年全球137Cs散落的高峰期。另外据210Pbex比活度CIC模式,5.5cm处约为1962年,这和137Cs比活度曲线的1963年时标相一致。印证了纹层计年的精确性,完全可以建立高分辨率时间序列。

东北四海龙湾玛珥湖沉积物纹层计年与^(137)Cs、^(210)Pb测年

对东北四海龙湾玛珥湖SHL F6孔纹层沉积物的137Cs放射性测量表明:137Cs比活度的最大值出现在 5 5cm处,对应于 1963年世界原子弹试爆高峰期。纹层计年表明 0~6cm共有 35个纹层层偶。从 7 5cm到 6 5cm, 137Cs比活度从 2 56±0 09dpm/g急剧增加到 18 68±0 17dpm/g,可能 6 5cm对应于 1954年。通过测量 226Ra子核214Pb和214Bi(能量为 295keV, 352keV和 609keV)放射的光子数获得226Ra比活度数据,然后求得过剩210Pb比活度(210Pbuns)。210Pbuns比活度随深度增加而呈指数衰减,其异常波动可能与人类活动以及沉积速率变化有关,例如5 5cm处210Pb比活度较高,与137Cs的峰值对应,这可能与 1963年前后人工核实验的高峰有关,因为核试验不仅产生137Cs,而且可以产生208Pb和210Pb; 4 5cm处210Pb比活度较低,而226Ra较高,可能与人类活动加剧,导致沉积速率增加有关。根据210PbunsCRS模式, SHL F6孔 0~19cm的平均沉积速率为 20mg/cm2·a,或约为 0 11cm/a。210Pb测年数据与137Cs时标及纹层计年均有很好的一致性。四海龙湾玛珥湖发育的纹层为年纹层,可以建立高分辨率时间序列。

苏干湖沉积物纹层计年和^(210)Pb，^(137)Cs测年对比

通过对西北干旱区苏干湖表层沉积物的年纹层计数定年和^(210)Pb,^(137)Cs测年结果对比发现:^(137)Cs测年结果在8.5 cm出现最高蓄积峰,对应1963年世界核爆高峰期,但在同一层位^(210)Pb测年结果则是1972年,存在较大的偏差.年纹层沉积速率达0.31 cm/a,而根据CRS模式建立的^(210)Pb沉积速率为0.30 cm/a.年纹层反映的沉积速率和^(210)Pb测年结果基本一致,互相验证了两者测年的可靠性.^(137)Cs测年则存在蓄积峰向上迁移的现象,在西北干旱区湖泊使用^(137)Cs测年过程中需引起注意.

贵州省西南部麦岗水库沉积物的^(137)Cs和^(210)Pb测年与沉积速率研究

对贵州省西南部麦岗水库沉积物柱芯MG4-2,采用210Pb和137Cs法进行了测年与现代沉积速率研究。结果表明,该柱芯中存在这3个明显的137Cs蓄积峰,对应1964,1975,1986年3个计年时标。运用210Pb的恒定补给速率(CRS)模式计算得到的年代,总体上与137Cs法的结果吻合较好,但存在一定的偏差,特别是与1964年的计年时标的偏差较大,这可能是因为沉积物柱芯受到了一些人为扰动所致。两种核素测定的平均沉积速率在数值上有一定的偏差,但都反映了麦岗水库沉积物近几十年以来经历了从慢到快再到慢的沉积过程,初步推测,沉积速率的这种变化与人类活动有一定的关系。两种计年方法结合,相互印证,使计年和沉积速率的研究更为准确。

三峡地区侵蚀泥沙的^(137)Cs法研究

198 9年以来三峡地区开展的侵蚀泥沙13 7Cs示踪的初步研究表明:三峡地区紫色土陡坡耕地侵蚀强烈,坡度>2 5°的坡耕地,侵蚀速率高达712 6 94 5 2t/(km2 ·a) ;黄壤质地粘重,抗蚀性好,坡度2 9°的陡坡耕地的侵蚀速率仅2 5 0 9t/(km2 ·a)。林草地侵蚀轻微,坡度2 5°林草地的侵蚀速率为30 6 6 88t/(km2 ·a) ,较坡耕地大致低一个数量级。上世纪6 0年代以来,开县小江河床上涨强烈,两岸滩地也有淤积发生,淤积厚度10 70cm不等,低滩地泥沙淤积厚度大于高滩地。开县春秋水库小流域输沙模数为15 6 0t/(km2 ·a) ,由于谷地泥沙淤积极为有限,此值基本可代表该流域的侵蚀模数。全国土壤侵蚀遥感普查公布的川东平行岭谷区侵蚀模数为30 0 0 5 0 0 0t/(km2 ·a)。

秦山核电基地外围^(90)Sr、^(137)Cs公众摄入量估算及内照射剂量评价

90Sr和137Cs是核电站环境监测中受关注的两种重要核素。本文采用一种食物链转移剂量估算模式和中国参考人及浙江(省)人食品消费量等参数,结合秦山核电基地外围环境放射性水平监测数据,计算了秦山核电基地外围90Sr和137Cs的公众食入摄入量及内照射剂量。结果表明,90Sr、137Cs摄入量的主要食物来源为米及其制品、蔬菜以及水产品,且90Sr所致公众年平均待积有效剂量为2.5μSv,明显高于137Cs的剂量贡献(0.36μSv)。本文仅以秦山核电基地作为例子,介绍评价方法。实际上,秦山核电基地外围环境介质中90Sr和137Cs的含量水平与运行前的本底调查结果比较没有改变。

基于湖库沉积剖面^(137)Cs变化的流域表层侵蚀速率计算模型

根据湖库沉积剖面中1970年以后的137Cs浓度递减速率,推导出农耕和非农耕流域平均表 层侵蚀速率的理论模型.选择了国内外的一些湖泊和水库,利用实测数据和已有的研究资料对模 型计算结果进行了验证.证明了该计算模型的在小流域尺度上有较高的精确度,为流域侵蚀产沙估 算,特别是对无常规观测数据地区水土流失的评价提供了便捷的替代性技术方法和途径.

放射性同位素定年技术在崇明岛潮滩沉积速率上的应用研究

选取崇明岛北侧由东至西4个潮滩沉积柱,分析137Cs、226Ra和210Pb放射性比活度,应用210Pb和137Cs放射性同位素定年方法计算崇明岛潮滩沉积物沉积速率。对于东西两端,210Pb方法测得速率分别为3.08cm/a和2.34 cm/a,而137Cs测得速率分别为6.19 cm/a和2.06 cm/a。结果表明,137Cs定年方法计算出的潮滩沉积速率普遍大于210Pb方法结果;但两者反映了相同的速率规律。崇明岛主力生长方向为东和东北,西侧沉积作用相对较弱,表现出"东快西慢"的特点。沉积纵向上,1954年以来,自下而上沉积速率逐渐减缓。

西藏纳木错现代沉积速率的空间分布特征及近60年来的变化研究

利用^(210)Pb和^(137)Cs方法对采自青藏高原纳木错不同位置的8支岩芯进行了现代沉积速率的研究,其中6支岩芯的^(210)Pb_(ex)比活度变化具有较好的记录,而只有位于湖泊开阔深水区的NMCS08-1岩芯显示了^(137)Cs比活度的蓄积峰。结果显示不同位置岩芯的平均沉积速率具有明显的空间差异,自约1950A.D.以来纳木错不同岩芯的平均沉积速率为0.043～0.098 cm/a,深水区的岩芯显示了较高的沉积速率,但高含水量和低干密度的沉积物特征导致其质量累积速率较低;水深和水下地形以及入湖河流的分布是影响沉积速率的重要因素。近60年来不同岩芯的平均质量累积速率为29.6～61.9mg/cm^2·a,其中3支岩芯的质量累积速率变化显示了较为一致的总体上增加的趋势,且位于开阔深水区的岩芯自1970年以来的变化与湖区降水量记录具有较好的一致性,但显示了一定的时间滞后。

40年来江苏石梁河水库重金属污染的沉积记录

根据石梁河水库沉积物粒度和重金属元素(Cu,Cr,Zn,AS和Pb)含量的分析,结合137Cs放射性比活度精确定年,研究了石梁河水库沉积速率和重金属的污染变化特征,并利用地累积指数法评价了重金属的污染程度.结果表明:石梁河水库40年来平均淤积速率为3.85cm/a,Cu,Cr和Zn地累积指数一直小于1,处于轻微污染;As污染水平变化较大,现处于低水平的轻度污染;Pb污染水平自柱底始持续恶化,目前地累积指数大于1,且有污染加剧趋势.

某油田^137Cs源误照事件调查与模拟现场物理剂量估算

对某油田测井公司2009年发生的人员受到放射源误照射事件，在进行现场调查、模拟现场测量的基础上，利用内、外照射剂量估算计算机软件进行剂量估算。

三岔湖沉积物揭示的湖泊营养化进程与人类活动的关系

在210Pb和137Cs定年基础上,研究了三岔湖沉积物理化性质的垂直和水平变化格局,揭示了三岔湖沉积物的特性、沉积速率、碳氮磷变化格局与人类活动和湖泊富营养化进程的关系.三岔湖不同时期沉积物的TOC、TN、TP与三岔湖水质呈现同样的变化格局.建库初期三岔湖水质为贫营养状态,随着人类活动的加剧,水质不断恶化.沉积物的沉积速率和碳氮磷含量的变化与人类活动密切相关,工、农、渔业、旅游业等人类活动导致三岔湖湖泊营养化进程加快.控制人类活动的强度是改善湖泊水质的关键.网箱养殖是三岔湖沉积物中磷的最重要来源,停养后沉积物中磷含量的下降将是一个相当漫长的过程.

洪湖历史时期人类活动的湖泊沉积环境响应

以洪湖北部和南部两个短柱钻孔(HN和HS)研究湖泊沉积,采用137Cs定年,沉积速率为0.155cm/a。沉积物的总有机碳、总氮、磷以及元素和磁化率等指标分析表明:1840年前洪湖地区人类活动较弱,在湖泊沉积物中基本没有早期的人类活动信号的记录;1840年以后由于人口大量增加,人类活动增强,湖泊的营养水平有所增加,尤其是1950年以来沉积物中营养元素急剧增加;近50年来的湖泊营养程度的加重主要与流域内大量营养物质进入湖泊,以及大面积的围垦造成湖泊面积减小、自我调节能力降低有关。洪湖两孔的对比研究表明,不同区域之间存在着差异,可能与洪湖湖流作用及人类活动的影响差异有关。

坡耕地土壤有机碳再分布特征及其迁移累积平衡

利用137Cs和飞灰示踪技术,研究坡耕地黑土近50年和近100年来土壤再分布过程,计算坡耕地土壤有机碳(SOC)迁移和累积平衡。结果表明:利用SOC的深度分布特征鉴定坡脚和坡足原始埋藏土壤的表面分别位于地表下70和80cm,其埋藏层的SOC含量分别比与其接壤的上覆土层SOC含量高5.2和0.4gkg。坡顶、坡肩和坡背均遭受侵蚀,年平均侵蚀的土壤厚度为0.2、5.0和2.2mmyr。坡脚和坡足部位飞灰到达的深度分别为70和80cm,与埋藏层表面相吻合。坡脚飞灰出现于埋藏A层之中,表明沉积区在蒸汽机车开始使用前已被开垦为农田(或已有侵蚀和堆积发生)。根据137Cs和飞灰分布深度构建了不同年代的坡型,结果表明侵蚀部位剥蚀的土壤多堆积在坡脚和坡足,且搬运的土壤物质先累积于坡脚,随着景观坡度变缓,土壤累积逐渐向坡足过渡。研究区(1m宽)坡顶、坡肩和坡背近百年来由于土壤侵蚀共失去683kgSOC,其中60%(418kgSOC)沉积在坡脚和坡足等低洼部位,其中有257kgSOC是近50年累积的。

三峡库区喀斯特洼地小流域产沙强度WaTEM/SEDEM模拟——以巫山县常家洼洼地流域为例

三峡库区喀斯特广布,人类扰动强烈,石漠化问题日趋凸显,获取可靠的小流域产沙数据是认识石漠化过程的基本依据。以WaTEM/SEDEM模型模拟三峡库区典型喀斯特洼地流域即常家洼小流域的产沙强度,以^(137)Cs进行洼地沉积物定年得到流域产沙模数,用以模型参数校正,并用已报道喀斯特流域侵蚀产沙数据验证。结果表明:1963—2017年常家洼洼地流域产沙模数为122.91 t/(km^(2)·a);泥沙输移系数KTc最佳组合为18和7,此时有效系数c_(NS)达到峰值0.79;流域产沙模数和产沙量的模拟结果与实测值相关系数较高,分别为0.93和0.94,WaTEM/SEDEM模型模拟数据较为可靠。因此核示踪定年技术与WaTEM/SEDEM模型相结合获取峰丛洼地小流域侵蚀产沙强度,在缺乏监测数据的喀斯特地区有一定借鉴意义,未来对该地区的水土保持研究可选用WaTEM/SEDEM模型作为评估土壤侵蚀情况的有效工具。

2012-2014年河南省油田测井放射工作人员个人剂量结果分析

河南省内有两家油田测井公司，放射工作人员接触的电离辐射主要来自^241Am-Be中子源、^137Cs密封源等的中子、γ射线。调查分析这类放射工作人员受照剂量，可为改进操作程序、改善工作条件和优化辐射防护水平提供剂量依据，本研究依据GBZ128—2002职业性外照射个人监测规范，采用热释光（TLD）剂量计中子反照率，及光子测量方法，监测油田测井工作人员外照射个人剂量，并对可疑结果进行调查和处理，统计人均年有效剂量、集体剂量、监测率、监测人数分布及集体剂量分布，分析工作人员年有效剂量超过5mSv的原因及防护管理情况，提出减少受照剂量的防护措施。