东海近岸大气中的^(210)Po、^(210)Bi和^(210)Pb及其沉降入海通量评估

大气^(210)Po、^(210)Bi和^(210)Pb的沉降通量是海洋中核素示踪颗粒物动力学过程(颗粒有机碳输出、颗粒物输运)的基础参数,为揭示我国近海地区^(210)Po、^(210)Bi和^(210)Pb活度浓度的时空变化规律并估算其沉降入海通量,本文于2016年9月至翌年2月和2021年9-11月分别对上海及厦门地区近地表大气气溶胶中^(210)Po、^(210)Pb和^(210)Bi的活度浓度进行了连续观测;基于^(210)Po-^(210)Pb活度比(^(210)Po/^(210)Pb)和^(210)Bi-^(210)Pb活度比(^(210)Bi/^(210)Pb)两种示踪法计算了气溶胶颗粒物的滞留时间,并利用一维简单气溶胶沉降速率模型估算了3种核素以大气沉降方式输入东海的通量。结果显示,2016年上海秋、冬两季^(210)Po、^(210)Bi、^(210)Pb 3种核素活度浓度的变化范围分别为0.11~1.27 m Bq/m^(3)、0.45~1.83 m Bq/m^(3)和1.12~6.10 m Bq/m^(3);2021年秋季厦门^(210)Po、^(210)Bi、^(210)Pb 3种核素活度浓度的变化范围分别为0.05~0.85 m Bq/m^(3)、0.83~2.52 m Bq/m^(3)和0.17~1.32 m Bq/m^(3),上海近地表气溶胶中3种核素的活度浓度秋季平均值比厦门地区高。利用^(210)Po/^(210)Pb和^(210)Bi/^(210)Pb计算得到上海和厦门近地面大气的气溶胶滞留时间存在显著差异,基于^(210)Po/^(210)Pb计算上海气溶胶滞留时间均值为(94±54)d,基于^(210)Bi/^(210)Pb计算上海气溶胶滞留时间均值为(6.4±4.8)d,造成这种差异的原因很可能是两种示踪法本身具有的系统性差异。本文基于一维简易气溶胶沉降速率模型估算了上海地区的^(210)Pb、^(210)Bi和^(210)Po的大气沉降入东海的通量,其在秋季期间的变化范围分别为0.1~26.35 Bq/(m^(2)·d)、0.04~7.91 Bq/(m^(2)·d)和0.01~5.49 Bq/(m^(2)·d)。基于模型估算的^(210)Po、^(210)Bi和^(210)Pb沉降通量与研究区域的实际观测值接近一致,表明利用一维简易气溶胶沉降速率模型间接估算法在替代观测站直测核素的沉降入海通量方面具有一定可行性。

厦门地区~7Be和^(210)Pb的大气沉降通量

7Be和210Pb是大气中天然存在的放射性核素.本文测定了2001年8月至2002年8月间厦门地区7Be和210Pb大气沉降通量,平均值分别为1.90和0.41Bqm-2d-1.对7Be和210Pb的沉降特征及其影响因素进行了探讨,表明降雨是影响沉降通量的主要因素,两个核素的沉降通量之间存在较好线性相关性.

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。

^(210)Pb和^(137)Cs法对比研究武汉东湖现代沉积速率

对采自东湖 站和 站的沉积物采用210Pb和137Cs相结合的方法测定沉积速率,210Pb法测出东湖 站和 站的沉积速率为8.73mm/a和6.90mm/a,137Cs测出东湖 站和 站的沉积速率为7.4mm/a和5.8mm/a.分析了两种方法测定结果差异产生的原因,并与以往的研究相对比,探讨东湖沉积速率空间分布的规律性,沉积速率变化与人类活动的关系、沉积速率与扰动的关系.

松花湖沉积物^137Cs和^210Pb分布及沉积速率

松花湖沉积物柱心中存在3个明显的137Cs蓄积峰,分别是37 cm处的1964年蓄积峰、27 cm处的1971年蓄积峰和23 cm处的1975年蓄积峰。利用137Cs核素1964年和1975年对应蓄积峰计算的沉积速率分别为0.86 cm/a和0.71 cm/a。采用210Pb计年的常量初始浓度模式(CIC)计算的平均沉积速率为0.71 cm/a,两者估算的沉积速率吻合。松花湖1964—1975年间的沉积速率明显高于1975—2006年间的沉积速率。137Cs和210Pb计年方法的结合有助于提高沉积速率估算的准确性。

^(210)Po、^(210)Bi和^(210)Pb测试技术研究进展与现状

铀系核素210Po、210Bi和210Pb的测试在铀矿地质勘查与核废物安全处置研究、沉积年代学与同位素地球化学研究、大气环境学与辐射卫生学研究等诸多领域具有重要意义。本文重点总结了近些年来210Pb、210Bi和210Po3核素各种测试技术的研究进展与现状,评述了存在的主要问题及未来发展趋势。

基于^(210)Pb与^(137)Cs分布的近代沉积物定年方法——以巢湖、太白湖为例

对巢湖、太白湖沉积岩心中210Pb、137Cs活度进行了测试分析。结果表明,137Cs活度均低于20Bq/kg,但具有明显的1963年蓄积峰;210Pbex活度随深度增加呈指数降低,指示了较为稳定的沉积特征。采用CIC、CRS模式计算得到的沉积岩心210Pb年代结果均偏离137Cs时标,反映了源自大气沉降的210Pb的流域输入以及湖泊水体中210Pb河流输出的共同影响。根据137Cs的1963年时标深度,把沉积岩心分为上下两段,依据210Pbex活度变化,分别采用不同公式进行沉积岩心年代计算。由此得到的巢湖与太白湖近百年来的沉积速率具有相似的变化规律,反映了长江中下游地区自然环境及人类活动对湖泊沉积记录影响的一致性。其中20世纪60年代初期,巢湖与太白湖主要入湖河流上游地区水库的建成投入使用,对入湖泥沙起到调蓄作用,使得沉积速率降低;20世纪70年代末期、80年代中期以来,巢湖与太白湖呈现较高的沉积速率,主要反映了流域农业发展等人类活动的影响;1991年与1999年洪水事件在沉积物中也有明显的表现。

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。

环境水中^(210)Pb、^(210)Po快速联测方法及应用

本文对^(210)Pb、^(210)Po快速联测方法作了深入研究,确定了适用于环境水样中^(210)Pb、^(210)Po联测的最优实验条件.在未经萃取分离情况下,以坑坏血酸+盐酸羟胺混合体系作还原剂,当盐酸浓度为0.5 mol·L^(-1),沉积时间为2 h,沉积温度为90℃,溶液体积为50 mL时,^(210)Bi、^(210)Po可同时自发沉积在铜片上.利用在同一衰变链上活度最终平衡的特点,通过测量^(210)Bi计数计算得到水中^(210)Pb的活度,然后通过209Po示踪α能谱法求得水中^(210)Po的活度.方法精密度优于10%,加标回收率在95.3%—107.6%,^(210)Pb、^(210)Po探测限分别达到1.2 mBq·L^(-1)和0.15 mBq·L^(-1).利用该联测方法对粤北矿山地区环境水样进行了分析,结果表明,饮用水中^(210)Pb、^(210)Po活度浓度范围分别为(2.4—38.7)mBq·L^(-1)和(1.0—4.1)mBq·L^(-1);河溪水中^(210)Pb、^(210)Po活度浓度范围分别为(4.3—181.5)mBq·L^(-1)和(0.7—23.3)mBq·L^(-1).

珠江口沉积柱样^(210)Pb法年龄测定结果及其环境地球化学意义

提供了珠江河口及河道10个沉积柱样210Pb法的CF模式（稳恒放射性通量模式）和CA模式（稳恒初始放射性模式）的年龄测定结果，并据此讨论珠江三角洲近百年来沉积环境的演化。研究结果表明，西江河道和珠江广州河道1980年以前沉积速率为0．5—1.0cm／a，1980年以后沉积速率增长加快，90年代达到4—6mc／a，沉积通量为4—6g／（Cm2·a）。河口沉积速率也呈逐年增长趋势，但一般比河道柱样小得多。深圳湾沉积通量与河口相似，为0．3—04g／（cm2·a）。80年代后沉积通量快速增长与该地区经济开发密切相关。伶仃洋西侧目前沉积通量为1g／（cm2·a）左右。珠江流域沉积速率近几十年来明显加快，致使某些柱样表层沉积物210Pbex值呈异常分布，且各层位226Ra有所差别。

新疆乌伦古湖的^(210)Pb、^(137)Cs测年与现代沉积速率

通过对乌伦古湖2个沉积柱样的210Pb和137Cs剖面的观测,运用210Pb过剩法和137Cs时标法估算了近几十年来的平均沉积速率。研究结果表明:210Pb过剩法的CRS模式测定的沉积速率的变化范围为0.018~0.071 g/(cm2.a),137Cs时标法测定沉积速率的变化范围为0.034~0.060 g/(cm2.a),两者具有较高的一致性。20世纪60年代以前,人类活动对本区影响相对较小,湖泊的沉积速率主要受自然因素的影响;20世纪60年代以后,随着乌伦古河中、下游农业的发展和调水工程的实现,人类活动逐渐成为主导湖泊演化的因素,从而影响乌伦古湖沉积速率。

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。

2009~2012年度兰州地区大气气溶胶中^(210)Pb浓度监测

为获得兰州地区近年来大气气溶胶中放射性核素210Pb浓度变化情况。2009~2012年度利用大流量大气气溶胶采样器采集样品,使用低本底高纯锗γ谱仪测定采集样品中210Pb。获得了监测期间:兰州地区大气气溶胶中210Pb浓度的变化范围为0.12~4.33 mBq·m-3,平均值为0.75±0.42 mBq·m-3;兰州地区大气气溶胶中放射性核素210Pb浓度冬季含量较高,多雨的5~9月份含量较低;兰州地区成人210Pb的年吸收剂量为6.68×10-6Sv。

Sr树脂在气溶胶^(210)Pb、^(210)Bi和^(210)Po联合分析中的初步应用

气溶胶中^(210)Pb、^(210)Bi和^(210)Po的活度浓度处于不平衡状态,本工作对3种核素联合分析进行了方法设计,并采用标准溶液对方法进行了验证。方法验证了Sr树脂对Pb-Bi-Po的分离。依据三种核素的回收率^(210)Bi(约97%)>^(210)Po(约93%)>^(210)Pb(约89%)、PbSO_4中^(210)Bi的生长曲线及BiOCl的衰变曲线,可以确定Sr树脂对3种核素的分离效果较好。Sr树脂在气溶胶^(210)Pb、^(210)Bi和^(210)Po中的联合分析应用研究,可以应用于探究气溶胶中Pb-Bi-Po不平衡现象,为气溶胶分析提供技术方法。

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。

长江河口水下三角洲^(210)Pb分布特征及其沉积速率

通过对长江水下三角洲采集的十个沉积物柱状样中的放射性核素210Pb分析得知,长江水下三角洲表层210Pb放射性比度在2.15～4.22dpm.g-1之间,210Pb沉降通量在1.50～11.21dpm.cm-2yr-1之间,过剩210Pb总量在>48.29～>361.68dpm.cm-2之间;210Pb沉降通量以及过剩210Pb总量均高于理论值,这表明在沉积物中存在210Pb的净输入和聚集。由210Pb放射性比度剖面所反映的沉积速率可知长江水下三角洲泥质沉积区沉积速率介于1.36～4.11cm.yr-1之间;总体上呈现近岸沉积速率较低,沿31°N纬线向20m等深线沉积速率升高的趋势,从122°15′E到122°30′E范围为长江水下三角洲的泥质沉积物堆积中心,其平均沉积速率为3.51cm.yr-1。

吉林省西部月亮湖沉积物的^(210)Pb和^(137)Cs测年及沉积速率

在吉林省西部月亮湖沉积柱中137 Cs和210Pb比活度测定的基础上,进行了沉积柱137 Cs和210Pb测年和现代沉积速率研究。月亮湖沉积柱在18cm和32cm处存在2个明显的137 Cs峰值,所对应的时标分别为1986年和1963年,据此时标计算的1963 2006年月亮湖的平均沉积速率为0.74cm/a,19862006年平均沉积速率为0.90cm/a。对比了CIC、CRS和CFCS模式的210Pb计年结果,其中:CIC模式的计年结果明显偏离137 Cs时标;64cm以浅沉积物的CRS、CFCS模式计年结果接近,并与137 Cs时标基本一致;但当沉积物的深度大于64cm时,CRS、CFCS模式计年结果具一定差别,鉴于此深度以下CFCS模式计年的指数方程的相关系数较低,其计年结果的代表性较差,因此,此深度以下采用CRS模式计年。根据CRS模式计年结果计算的月亮湖沉积速率为:1835 1898年平均为0.33cm/a,1898 1920年平均为1.09cm/a,1920 1961年平均为2.21cm/a,1961 2006年平均为0.94cm/a。沉积速率的年际变化反映了月亮湖及其流域内自然环境变化和人类活动的影响程度。

云南省泸沽湖、洱海现代沉积物中^(210)Pb,^(137)Cs的垂直分布及其计年

云南省沪沽湖、洱海^（２１０）Ｐｂ_（ｅｘ）的垂直分布受 Ｆｅ、Ｍｎ循环下^（２１０）Ｐｏ和^（２１０）Ｐｂ沉积后再迁移的影响，分别表现为三种不同的剖面分布特征．^（２１０）Ｐｂ_（ｅｘ）计年的沉积物堆积速率分别为０．０５０－０．０５１ｇ·ｃｍ^（－２）ａ^（－１）和０．０４４－０．０４５ｇ·ｃｍ^（－２）ａ^（－１），反映百年时间尺度上的堆积结果．沪沽湖、洱海^（１３７）_（Ｃｓ）的垂直剖面分布虽然受分子扩散作用的影响，但并没有改变其峰值位置．沪沽湖深水湖区^（１３７）Ｃｓ计年的沉积物堆积速率为０．０４５ ± ０ ００４ｇ·ｃｍ^（－２）ａ^（－１）（１９６４年时标）．按不同时标，洱海^（１３７）_（Ｃｓ）计年的沉积物堆积速率为对．０４８±０．００３９·ｃｍ^（－２）ａ^（－１）（１９６４年时标），０．０４７ ± ０．００２９·ｃｍ^（－２）ａ^（－１）（１９７５年时标），０．０４６±０ ００５ｇ·ｃｍ^（－２）ａ^（－１）（１９８６年时标）．三种时标给出的沉积物堆积速率一致，其平均值为０．０４７±０．００２９·ｃｍ^（－２）ａ^（－１），与^（２１０）Ｐｂ_（ｅｘ）计年方法获得的数值吻合．

^(210)Pb测年方法在岩溶碳酸盐沉积物中的应用研究

碳酸盐沉积物中的210Pb,通过大气降水、土壤水渗入沉积物中吸附所得,并且不同沉积物组分和粒级对210Pb的吸附能力不同。笔者以沉积环境稳定、沉积的连续性及其剖面保存的完整性的洞穴沉积物——石笋和流石等作为主要研究对象,并与取自云南白水台的钙华样品进行210Pb的对比。利用210Pb测年技术方法对岩溶地区不同类型的近代碳酸盐沉积物样品进行测定,并探讨该方法适应范围。结果发现:利用210Pb法能够比较可靠的测定沉积物的沉积速率,并根据沉积物的相对垂直深度和210Pb比度的关系,计算出近100a沉积物年龄和沉积速率。由此可见,210Pb测年技术在岩溶沉积物中的应用,将有助于获取高分辨率的计年,并提供精确的沉积速率,为现代岩溶作用过程的研究提供重要的信息,从而具有广泛的应用前景。

过剩^210Pb年代学的多种计算模式的比较研究

简述了利用沉积物中过剩210Pb测定沉积物年代和沉积通量的几种常用方法:恒定比活度模式(CA)、稳恒放射性通量模式(CF)、阶段恒通量模式(PF)以及沉积物断面同位素法(SIT),探讨了不同的方法所适用的沉积物对象,并通过大亚湾柱样的数据分析发现CA、CF和PF三种模式的沉积年代和沉积通量存在着一定的差异:计算结果显示CA模式计算得出的年龄比CF和PF的结果小很多,而CF的沉积通量略大于PF的沉积通量。同时本文还讨论了210Pb的分析方法应该注意的问题以及对于测年结果的误差分析。