汶川地震震后大成都地区断裂带活动性氡气测量分析评价

本文运用活动断裂剖面上的土壤氡气浓度测量,对大成都地区断裂的位置、范围和活动性进行监测,监测结果表明汶川地震对大成都地区断裂带有较大的影响。通过对北川断裂虹口剖面、彭灌断裂小渔洞剖面、彭灌断裂中坝剖面、彭灌断裂白鹿剖面以及新津-蒲江断裂剖面进行监测,从测量结果分析可知:断裂剖面土壤氡浓度背景高于无断裂带地区,且受地震影响较大,距汶川地震震中越近,断裂剖面土壤氡浓度值越高;断裂剖面氡浓度异常阈值与背景值之比均不大于3,最大值与背景值之比均小于5。结合测量地点的地形、表层土壤结构等地质条件,对大成都地区震后活动断裂的相对活动性的强弱进行科学评价,认为目前大成都地区并无活动性极强的断裂,且北川断裂与新津-蒲江断裂的活动性高于彭灌断裂。

成都市不同土壤天然放射性核素分析

与常规实地测量法不同,论文运用取样分析法研究了成都市不同类型土壤的天然放射性核素含量和比活度,该方法在较大程度上克服了天气、湿度、土壤松结程度等对测量结果的影响。结果表明:(1)与全国和四川省的平均监测值相比,成都市土壤的238U、40K的比活度略低,而232Th和226Ra比活度则略高,但总体上处于同一水平;(2)取平均值作为典型值,成都市土壤中238U、226Ra、232Th、40K的含量和比活度分别为2.375×10-6g·g-1和29.333 Bq·kg-1,2.938×10-12g·g-1和36.281Bq·kg-1,12.902×10-6g·g-1和52.384Bq·kg-1,以及1.771×10-2g·g-1和554.298Bq·kg-1;(3)以不同土壤的天然放射性含量进行比较,238U含量和226Ra含量顺序一致,为:黄壤>灰潮土>水稻土>棕壤>紫色土;232Th含量顺序是:棕壤>黄壤>水稻土>灰潮土>紫色土;40K含量非常相近,可能是人类对土壤的熟化过程使40K含量趋于平衡。该研究结果可为成都市的天然本底辐射水平调查研究和合理而有效地利用成都市的国土资源提供数据支撑,也可为成都市的建设规划和可持续发展提供必要的参考。

成都市某办公场所室内氡活度浓度水平调查及污染研究

采用固体径迹蚀刻法和瞬时法对成都某办公场所室内氡活度浓度展开调查研究。结果表明:该办公场所室内累积氡活度浓度的范围为10.82~102.50 Bq/m3,算术平均值为(36.56±17.38) Bq/m3,低于全国和世界平均水平。调查研究证实了玻璃墙体和橡胶地面等新型装修材料可有效减少室内氡,验证了通风是降低室内氡活度浓度的有效措施。研究发现,环境空气质量中高浓度的PM2.5和PM10对办公场所室内和户外氡活度浓度水平均会产生影响。通过发现污染并处理低本底实验室内的氡活度浓度异常给出建议:避免放射性核素浓度较高的样品暂存于测试设备附近;为降低氡及子体对测试的干扰,提高分析结果的准确度,建议升级改造低本底实验室的新风系统。

基于最小数据集的成都平原某区土壤养分综合评价体系的构建

成都平原是我国重要的粮食、蔬菜、水果产地,进行土壤养分综合评价有利于了解区域土壤养分空间分布、丰缺程度,对区内土地的合理利用、养分变化监测具有重要作用。为此,本文基于土壤地球化学数据,通过相关分析、主成分分析、Norm值计算,构建了研究区土壤养分综合评价的最小数据集(MDS),并对比了国内16个MDS土壤养分评价体系。结果表明:研究区土壤pH均值为6.44,有机质、碱解氮、有效磷、速效钾达到丰富的样品占比分别为10.67%、40.19%、47.59%、41.89%。研究区土壤养分综合评价的MDS为有机质、全磷、Zn、Co,能够较好反映全数据集对土壤养分综合评价的信息。通过MDS土壤养分评价,研究区土壤养分综合评价指数得分均值为0.578 3,低于0.3的区域面积占比为2.25%,得分高于0.6的区域面积占比为40.49%,土壤肥力较好。在土壤养分评价体系中,有机质和磷(全磷或有效磷)是MDS的重要指标。

羟基磷灰石对成都平原水稻土中重金属的钝化效果研究

本研究选取成都平原典型农田系统受Cd和Zn复合污染土壤为研究对象,采用淋溶试验和老化试验,探索添加羟基磷灰石对土壤中重金属生物有效性以及形态分布的影响,羟基磷灰石添加比例(w/w)设置为0%(CK)、1%(P1)、3%(P3)和5%(P5)。结果表明:①添加羟基磷灰石能够明显降低土壤中Cd和Zn淋失量,P1、P3和P5与CK的Cd累积淋失量(110μg)相比,降低比例分别为82.7%、92.7%、90.7%,P1、P3和P5与CK的Zn累积淋失量(9.30 mg)相比,降低比例分别为94.8%、97.1%、94.6%;②添加羟基磷灰石能够显著提高土壤pH,P1、P3和P5的pH分别比CK升高了0.30、0.53、0.95个pH单位;③添加羟基磷灰石能够显著降低土壤有效态Cd和Zn(0.025 mol HCl),相较于CK,P1、P3和P5的有效态Cd含量分别降低了59.0%、94.7%、98.7%,有效态Zn含量分别降低了18.6%、49.6%、87.6%;④添加羟基磷灰石能够显著降低土壤可交换态和碳酸盐结合态Cd和Zn含量,增加土壤中残渣态Cd和Zn含量,从而促进Cd和Zn向非活性态转化。本研究结果表明羟基磷灰石在成都平原区典型农田系统耕地Cd和Zn污染的修复中有较大的应用潜力。

四川铅锌冶炼工业区周边土壤重金属地球化学特征及源解析

本文对处于元素地球化学高背景值,地理位置特殊的铅锌冶炼区进行研究。选取四川省某铅锌冶炼区为研究对象,对土壤和大气降尘中的8种重金属含量进行分析。利用改进的BCR形态提取法进行形态提取,应用潜在生态危害指数法开展生态风险评价,利用相关性分析、主成分分析(PCA)和正定矩阵因子分析(PMF)对土壤重金属进行来源解析。结果表明,土壤中除Cr、Cu和Ni外,其余重金属平均含量均高于研究区土壤地球化学参比值;大气降尘中的重金属平均值是土壤平均值的几倍至几十倍。土壤与大气降尘重金属元素含量高值主要分布在铅锌冶炼厂周边,受工业活动影响大。As、Cu、Ni和Pb在土壤中以残渣态为主,稳定性好;Cd以酸可提取态为主,稳定性差。潜在生态危害指数法评价发现,研究区整体处于很强风险等级,Cd和Hg是主要贡献因子,分别达到了极强风险和很强风险等级。相关性分析、PCA和PMF源解析显示研究区土壤重金属受铅锌冶炼工业源、煤燃烧源、自然来源和其它来源的共同影响。

成都市西南片区大气降尘风险评价及溯源研究

成都市西南片区是天府新区的核心区,是我国建设世界知名公园城市的样板区域,为查清区域空气质量状况,评价大气降尘重金属风险状态,判断重金属来源,于2018年开展了区内大气降尘重金属的监测工作,采用潜在生态风险指数、人体健康风险评价,对降尘重金属进行生态风险和人体健康风险评价,并基于PMF模型探讨重金属来源。结果显示,大气降尘中Cd、Hg、Pb的平均含量与十年前比分别下降了74%、73.8%、11.5%,大气质量有好转迹象。目前Cd仍存在强等生态风险,Pb存在中等生态风险。人体健康风险评价结果显示,研究区大气降尘中As和Pb可能会对儿童产生一定的非致癌风险,主要暴露途径为手-口。基于PMF源解析结果表明,自然源、燃煤源及交通源对Pb的贡献率分别为48.3%、33.3%、18.4%,农业源和交通源对Hg的贡献量分别为73.1%和26.9%。交通工业源对Cd的贡献为71.1%,燃煤源对As的贡献为100%,自然源对Cr的贡献为89.8%。研究区大气环境质量整体可控,但其长期威胁应引起足够重视。

基于SVM的放射源快速定位技术研究

针对丢失放射源快速定位需求,设计了一套NaI(Tl)探测阵列装置,基于阵列探测器间的阴影效应,通过蒙特卡罗模拟软件,获得计数率与入射射线角度之间的变化响应曲线。利用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)方法建立探测阵列计数-入射射线角度预测模型。搭建放射源定位物理实验平台,开展多种条件下的探测阵列-放射源角度响应实验与位置响应实验,并使用计数率-角度响应模型对放射源定位,测试结果表明:^(137)Cs点源角度预测平均最大偏差为9.21°,最小偏差为1.77°,该方法可实现对放射源的快速、精确定位。

四川马边磷矿区土壤—玉米重金属富集特征研究

调查了马边磷矿区土壤和玉米中八种重金属元素(Cd、Zn、Cr、Cu、Ni、Pb、As、Hg)的污染特征,采用地累积指数法、潜在生态风险计算和生物富集系数等方法论述了磷矿区周边土壤和玉米重金属迁移富集特征。结果表明,研究区玉米根际土中Cd的污染程度最高(为1.26~6.52),56%的土壤样品达到了重度污染的水平,潜在生态风险最高(Er平均值为775.55),为该区域的特征污染元素。玉米不同部位重金属富集能力不一致,总体表现为:叶>茎>籽粒,表明重金属在由根际土向地上部迁移过程中,玉米富集程度越来越低。在土壤-玉米中As是富集能力最弱的元素,Zn、Cd容易向地上部迁移,Zn更容易被玉米各部位吸收。该区后续治理可根据重金属在玉米各部位的富集及迁移规律,在重金属污染区域开展区别化种植与还田,并着重加强土壤Cd的污染治理。

铀矿尾矿氡射气系数测量方法及主要影响因素研究

放射性矿物以及放射性伴生矿物在开采过程中,由于岩石破碎处理,改变了矿石原有的物理结构,引起氡气射气系数和迁移特性的改变,造成尾矿氡气排放超标等环境问题。测定尾矿射气系数以及研究射气系数主要影响因素,对尾矿氡气防护与治理具有重要意义。本文以铀矿尾矿射气系数为研究对象,搭建了射气系数测量装置,并利用装置测量了不同粒径和温度条件下样品的射气系数。依据实验数据建立了射气系数与温度和粒径的关系和经验公式。实验结果表明,在5目~30目的粒径范围内,射气系数与样品成幂指数关系,随着样品粒径减小而增大;射气系数与温度存在正相关性,在20~40℃范围内,存在线性关系。得到的经验公式可用于铀矿尾矿氡气浓度模拟计算,为尾矿氡气治理提供基础数据。

FP法在SDD-EDXRF无标样分析技术中的应用研究

为实现能量色散X荧光(EDXRF)技术对元素含量的无标样分析,建立了基本参数法(FP法)数理分析模型,并计算得到了模型中质量吸收系数(μ)、激发因子(E)等关键参数。实验中,利用基于硅漂移探测器(SDD)的EDXRF测量系统(SDD-EDXRF),对Fe-Cu、Fe-Ti两种伪二元体系样品进行能谱测量,并采用自行开发的FP法计算程序,分析得到了混合样品中各元素含量,含量的计算值与实际值的最低相对误差小于2%,精密度相对标准偏差低于0.8%。结果表明,所建立的FP法分析模型,能较好克服元素间的吸收增强效应,可应用于SDD-EDXRF的无标样分析过程。

EDXRF中特征X射线的蒙特卡罗模拟及全能峰高斯展宽技术

针对实现X荧光先进无标样分析的前期关键技术,开展基于Si(PIN)探测器的EDXRF系统蒙特卡罗模拟及全能峰高斯展宽技术研究。以攀枝花矿区典型的铁尾矿为分析目标,实验测量得到样品中各元素特征X射线的仪器谱,通过建立Si(PIN)探测装置的蒙特卡罗模拟模型,获得铁尾矿的模拟注量谱,然后用自行计算得到的高斯展宽参数对模拟注量谱进行高斯展宽。结果表明,蒙特卡罗模拟方法能较好的实现元素定性分析,并可自动校正Fe元素对Ca、Ti、V和Cr的增强效应,自行建立的高斯展宽技术可准确得到复杂矿样中元素特征X射线的峰强度。本项研究为进一步实现先进的EDXRF无标样分析提供了关键技术。

X射线荧光技术在勘查金矿中的应用研究

利用聚类分析技术找出金的伴生元素,通过X射线荧光技术测定金的伴生元素,建立回归模型来推算出金的品位。由于便携式X射线荧光技术能够在野外现场对岩石、土壤中的多种元素进行快速定性、定量分析,因而在野外现场圈定金矿远景区和追索隐伏矿体工作中具有重要意义。

桶装核废物层析γ扫描技术研究

层析γ扫描技术是桶装中低放核废物无损分析技术的主要分析方法,能够准确测量桶装容器内中、高密度非均匀核废物中的核素及其含量。本文综述了国内外桶装核废物层析γ扫描技术研究现状,简述国内现有研究基础和研究进展,并对层析γ扫描技术的发展趋势作了简要分析。提出了层析γ扫描技术研究发展方向和我国桶装核废物层析γ扫描技术面临的问题,并对所面临问题提出了相应的对策。

X射线荧光技术在野外勘查金矿中的应用

介绍了现场X射线荧光勘查技术的理论基础、仪器设备和运用X荧光分析仪测量伴生或共生元素含量找金的方法应用。应用X射线荧光法在野外现场直接测定多元素含量的变化,列出金与其指示元素之间密切相关关系,可在野外现场圈定金矿远景区和追索隐伏矿体,具有重要意义。

四川安宁河流域水化学特征及物源探讨

安宁河河谷地区是四川省第二大粮仓,区内人口较多、矿业发达。查明流域水化学特征及物质来源,对于探讨地质背景与人为活动对河流水化学特征的影响具有重要意义。研究显示,安宁河河水整体偏弱碱性,p H均值为8.18,TDS值高于世界河流平均值。河水中阳离子浓度平均值顺序为Ca^2+>Na^+>Mg^2+>K^+,阴离子浓度平均值顺序为HCO3^->Cl^->SO4^2->NO3^-。空间上,自上游至下游,安宁河河水的TDS值和阴阳离子含量呈整体上升的趋势,SO4^2-、NO3^-浓度波动较大。控制流域水化学特征的主要因素是硅酸盐岩的风化,其次是碳酸盐岩的风化。流域内的NO3^-主要来源于农业活动和土壤有机氮,矿业活动对安宁河河水中SO4^2-浓度的影响较大,人为活动对安宁河流域水化学的影响不可忽视。

复合矿物材料钝化修复Cd污染土壤的淋滤实验研究

将矿物肥料与人造沸石复配制成复合矿物材料,既有钝化修复,又有全元素补充作用,同时弥补单一土壤修复材料的短板。这里将不同配比的复合矿物材料添加到镉污染的农田土壤,通过淋滤实验探讨了淋滤液中Cd含量变化、Cd淋滤动力学及复配矿物材料配比与Cd淋出量之间的线性关系,以期为重金属污染土壤防治提供借鉴。结果表明:①相较于单一施用矿物肥料(K)或人造沸石(F),二者配施能够显著减少20%~25%Cd淋出量,达到相互增益的效果;②不同配比的淋滤实验中,Cd随时间释放的变化规律进行了动力学方程拟合,发现整个淋滤过程是以粒内扩散为主的多扩散机制控制的过程;③根据Cd日淋出量与不同比例复配矿物材料之间的线性相关,发现第1 d淋滤过程受人造沸石影响较大,第1.5 d~第7 d淋滤过程中矿物肥料起主要作用,第8 d~第18 d淋滤过程受两者相互影响。

水体放射性在线监测系统校准装置设计

水体放射性在线监测系统在长时间不间断地工作中,由于探测器和各种电子元件温度变化、元器件老化等原因会造成谱线漂移、谱线展宽和峰位变化,导致谱线解析困难和解析结果误差变大。针对基于溴化铈探测器的水体放射性在线监测系统,研制了一种在线校准谱线漂移的附加装置,该装置由(137)^Cs(豁免源)、铅挡块、校准孔、直线电机和铅屏蔽层组成。校准孔最佳的开孔半径和铅挡块最佳厚度通过蒙特卡罗模拟得到,分别为2.2 cm和5 cm;使用标准豁免级(137)^Cs源作为标准参考峰,通过软件对(137)^Cs全能峰峰位漂移及峰面积进行分析,计算增益,实时调节参数等完成峰位及峰面积的校准。最后用该装置进行现场应用验证,结果表明该装置能够把系统测量谱线的峰位变化控制在了±1%以内,峰面积变化控制在±5%以内。

基于VxWorks系统的核信号分析处理平台设计

设计了一种基于VxWorks系统的核信号分析处理平台。该平台包含数字化多道脉冲幅度分析器、高低压电源、上位机软件等。可在单一设备实现不同类型探测器高压大小与极性的设置、前放电源调节以及成形参数调整,并对部分探测器的温度和漏电流进行检测。可提升实验或样品检测效率并降低需要使用和调试的设备数量。

马尔科夫法气球测氡仪的研制

氡浓度及氡子体ɑ潜能浓度测量已得到广泛的关注,本文介绍了"马尔科夫法"氡子体潜能浓度测量的基本原理,以及按此设计的气球法测氡仪的硬件和软件。系统对金硅面垒半导体探测器和直流真空刮片泵进行了整合,设计了气路切换阀,无需取下气球即可方便的改变气路方向。仪器逻辑控制采用嵌入式ARM7微处理器,配备了温度、湿度传感器,能够存储2000组测量数据。仪器在南华大学标准氡室进行了测试,结果表明新研制的气球法测氡仪使用简便、性能稳定、结果可靠。