包气带中85Sr迁移的浓度双峰分布数值模拟研究

为了深入研究核素在地质介质中的迁移规律，为低中放废物近地表处置环境安全评价提供依据，开展了在黄土包气带人工喷淋条件下，８５Ｓｒ、６０Ｃｏ和１３４Ｃｓ的加速迁移试验经过两年多的示踪试验，发现８５Ｓｒ在迁移过程中，出现了浓度双峰分布．用单一对流弥散数值模型无法解释这一现象．基于“８５Ｓｒ以两种化学形态迁移”的假设，采用两种不同的吸附参数进行数值计算．结果表明，数值模拟与试验结果拟合得较好，得出８５Ｓｒ的两种化学形态的分配系数分别介于４００－８００ｍＬ／ｇ和３０－６０ｍＬ／ｇ．     

海水中90Sr测量的国际比对研究

为了检验并提高海水人工放射性核素90Sr的分析水平,本研究利用二\（2-乙基己基）磷酸（HDEHP）萃取-β计数法参与2016年国际原子能机构（IAEA）组织的海水90Sr活度分析国际比对活动,测量结果与IAEA给定的参考值一致。国际比对活动证明本方法测定海水样品中90Sr的结果可靠,且具有较低的检出限（0.14 Bq/m3）。本方法是目前中华人民共和国环保部标准HJ815-2016的重要补充,同时为今后海水90Sr的国家标准的建立打下基础,以满足我国滨海核电快速发展背景下的海水90Sr分析需求。     

Numerical modeling of radionuclide migration in porous media with nonequilibrium sorption

Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｒａｄｉｏｎｕｃｌｉｄｅｍｉｇｒａｔｉｏｎｉｎｐｏｒｏｕｓｍｅｄｉａｗｉｔｈｎｏｎｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｓｏｒｐｔｉｏｎ￥ＣｈｅｎＪｉａｊｕｎ；ＤａｉＪｉｅ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎ...     

新疆核试验场周围地区主要食品中90Sr(锶)、137Cs(铯)水平及其所致居民剂量

本文报道了新疆核试验场周围地区9个调查区17种主要食品中⁹⁰Sr、¹³⁷Cs含量分别为1.1~72.3,0.3~40.7×10^-2Bq·Kg^-1;3个对照区分别为1.6~68.4,0.6~27.4×10^-2Bq·Kg^-1。两地区同类食品中⁹⁰Sr、¹³⁷Cs平均含量基本一致。调查区⁹⁰Sr、¹³⁷Cs所致成年居民有效剂量当量值分别为2μSV(集体剂量当量为30.0人· SV);0.3μSV(4.5人· SV)。对照区分别为2.2μSV(集体剂量当量为20.9人·SV);0.4μSV(3.0人·SV)。可见我国核试验产生的⁹⁰Sr、¹³⁷Cs对核试验场周围地区食品没有造成明显的局部污染,所致居民剂量当量负担仅为我国天然外照射所致年有效剂量当量(952μSV)的0.2%和0.03%。对该地区的广大居民健康不会产生有害的影响。     

大亚湾沉积物中137Cs纵向迁移研究

鉴于海洋沉积物是^137Cs在海域内迁移的最终归宿．建立了沉积物中污染物纵向迁移分布的定量模型，在机理分析中充分考虑了海水-表层沉积物界面上通过沉降、扩散、吸附-解吸等作用完成的物质传输，并对大亚湾内4个监测点底质芯样中^137Cs活度进行了模拟分析，对未来底质中^137Cs的富集趋势进行了预测。     

东中国海表层海水137Cs分布的影响因素

采集山东半岛附近海域表层海水样品,分析137Cs分布特征,并结合东中国海137Cs比活度数据,探讨影响表层海水137Cs分布的因素。结果表明:（1）山东半岛附近海域表层海水137Cs比活度在0.60±0.18~1.21±0.19 Bq/m3之间,平均值为0.90±0.17 Bq/m3。沿岸137Cs比活度较离岸小,主要受沿岸流影响。（2）东中国海各海域137Cs空间分布受大气不均匀沉降,沿岸流,河流冲淡水等因素影响;随时间变化,整个东中国海表层137Cs活度降低,切尔诺贝利核事故对东中国海影响不大。（3）渤海表层137Cs海水析出速率为0.046/a,高于黄海（0.032/a）和东海（0.027/a）,与较高的颗粒物质吸附能力和水体横纵向混合过程有关。     

10Be和26Al揭示的合黎山西南部侵蚀速率初步研究

地表侵蚀速率是衡量地貌演化的一个重要因子。本研究利用原地宇宙成因核素~(10)Be和26Al对合黎山西南部地表岩石侵蚀速率进行了首次测定。结果显示:约30 ka以来,合黎山西南部的地表岩石侵蚀速率约为24 mm?ka~(-1)。这一结果与已见报道的其他基岩侵蚀速率值一致。这一结果与Small et al获得的非干旱地区的基岩侵蚀速率也基本一致,但是显著高于干旱的南极地区和半干旱的澳大利亚。~(10)Be和26Al获得的侵蚀速率的良好一致性表明本研究中所用侵蚀模式的有效性。所得的侵蚀速率小于Palumbo et al测定的合黎山平均流域侵蚀速率(99 mm?ka-1),原因解释尚待更多地点和样品的研究。     

210Pb和137Cs计年在尼罗河三角洲的应用现状与适用性分析

本文详细梳理了210Pb和137 Cs计年法在尼罗河三角洲泻湖沉积年代学研究的历史过程以及遇到的困境,并结合笔者近期研究结果,进一步论证了该手段在近百年湖泊沉积速率测定和沉积过程研究等方面仍具有较高适用性。同时,笔者从钻孔采样位置、岩性状况、采样间距、计算模式等四个方面提出了在实际应用210 Pb和137 Cs计年中应注意的细节,以期为今后该手段应用于湖泊环境污染年代测定研究取得理想效果提供一定理论帮助。     

中国表层土壤中239+240Pu的空间分布与变异性研究

为了解中国表层土壤中^239+240Pu比活度和²⁴⁰Pu/²³⁹Pu的范围、空间分布以及变异性,利用统计分析和数学模型的方法,定量分析了1991~2019年中国表层土壤^239+240Pu比活度和²⁴⁰Pu/²³⁹Pu的范围,空间分布以及产生空间变异性的原因.结果表明：中国表层土壤中²⁴⁰Pu/²³⁹Pu比值集中在0.18的概率为99%,全球大气核试验沉降是中国表层土壤中^239+240Pu的主要来源;表层土壤中^239+240Pu比活度处于低放射水平（£1Bq/kg的概率为94%）,西北和东北地区的表层土壤中^239+240Pu比活度有较高的空间变异性.^239+240Pu分布的空间变异性受到大气混合、冠层效应、土壤粒度、有机质和迁移（横向迁移和纵向迁移）的影响.同时,本文系统梳理了计算表层土壤中^239+240Pu空间变异的数学模型,为定量评估^239+240Pu的环境水平提供有效的方法.     

宇宙成因核素26Al/10Be约束贵州涟江流域沉积物埋藏历史

贵州喀斯特地区位于青藏高原向丘陵地貌转换过渡带,区内发育多级层状地貌面,是研究区域构造-气候-剥蚀耦合作用的天然实验场。本文测定了贵州省惠水县境内涟江I级阶地沉积物中原位宇宙成因核素¹⁰Be和²⁶Al浓度,通过暴露-埋藏模型对沉积物埋藏历史和物源进行研究。与前人研究结果相比,涟江流域单核素剥蚀速率（¹⁰Be平均剥蚀速率为10.85±0.97 m/Ma）显著低于贵州高原其他流域。结合双核素暴露-埋藏模型,研究结果表明更新世以来沉积物样品可能经历了复杂暴露-埋藏-再暴露过程,其物源可能是异地埋藏或洞穴堆积等非稳态剥蚀区。宇宙成因核素对²⁶Al-¹⁰Be联用能有效判别非稳态剥蚀过程,弥补了单核素不能表征沉积物埋藏历史的不足。     

A2O缺氧池添加天然碳源玉米芯的脱氮特征

基于低碳源污水易硝化难反硝化的问题,构建了在A²O缺氧池添加天然碳源玉米芯的中试系统,采用物料衡算、反硝化速率测定和微生物群落分析等方法,研究了该系统的脱氮效能和反硝化体系特征.结果表明,TN去除率提升13%,出水从16.2降至10.0mg/L;同时不会造成出水氨氮和色度超标的风险.物料衡算表明,COD碳源的氧化消耗量和出水排放量降低,更多的碳源用于反硝化和污泥增殖,从而提升了氮素的去除量,其中反硝化的提升贡献更大.缺氧池形成了悬浮污泥加生物膜的复合型脱氮体系:在污水自身碳源存在时,生物膜和悬浮污泥的反硝化速率分别为24.89和32.42mg/(L∙h),可实现快速脱氮;当自身碳源消耗殆尽,二者的反硝化速率分别是4.71和1.73mg/(L×h),单位生物量反硝化速率分别是1.58和59.1mg NO₃^--N/(g VSS×h),表明玉米芯主要被生物膜利用以维持反硝化进行.该体系的主要反硝化菌属为Azospira,此外在生物膜表面还富集了能够附着生长的Iamia和Haliangium,以及能够降解玉米芯木质素的Sulfuritalea等反硝化菌属.     

226Ra和228Ra对南海北部陆坡水团的示踪作用

镭同位素是研究海洋水体运动及混合过程理想的示踪物质。本文基于2017年3月春季南海北部陆坡海域调查,分析了水体中226Ra和228Ra的活度分布特征。研究结果表明:表层海水中226Ra和228Ra活度范围分别为6.4～10.7 dpm/100 L和4.6～26.0 dpm/100 L。表层海水中228Ra/226Ra放射性活度比、温度以及盐度变化表明调查区域表层水主要由南海海水和黑潮分支海水两种水团组成,结合双端元混合模型估算采样区域二者所占比重范围分别为0.13～1.05和?0.05～0.87。226Ra和228Ra在垂向上活度范围分别为5.9～29.7 dpm/100 L和2.6～6.5 dpm/100 L,通过镭同位素的垂向分布结合稳态假设和226Ra和228Ra的双箱模型估算了南海北部陆坡1500 m层以下海水的滞留时间范围为14～61 a。     

江汉平原地下水中硝酸盐的分布及影响因素

基于2011~2014年825个地下水采样点测试结果,采用半方差函数模型和普通克里格插值方法,研究了江汉平原地下水中NO₃-N的空间变异和分布特征.运用证据权重法,选取降雨入渗补给量、地下水位埋深、渗透系数、包气带岩性、土地利用类型、土壤类型和土壤全氮含量7个因子建立预测模型,分析其对硝酸盐分布的影响规律.结果表明,江汉平原地下水NO₃-N含量经Box-Cox变换后服从正态分布,其半方差函数最佳拟合模型为球状模型,空间相关性为87.93%,相关距离为68.02km.研究区地下水NO₃-N含量具有南部高、北部及西部山前平原低的特点.地下水中NO₃-N含量超过10mg/L分布面积所占比例达8.61%.成功率曲线表明模型预测精度为0.91,预测结果较好.江汉平原地下水NO₃-N含量与该区降雨入渗补给量、渗透系数和土壤全氮含量具有良好的正响应关系,与地下水位埋深呈负响应关系.当包气带岩性为砂砾石、土地利用类型为建设用地及土壤类型为冲积土覆盖条件时,地下水极易受硝酸盐污染.     

三江源区东西样带土壤侵蚀的

运用137Cs和210Pb_ex联合示踪技术,考察青藏高原三江源区东西样带137Cs和210Pb_ex面积浓度的背景值和变化特征,以及东西样带土壤侵蚀速率、分布特征和主要影响因素. 结果表明:①青藏高原三江源区东西样带137Cs和210Pb_ex面积浓度背景值分别为453～1 714和2 612～7 377 Bq/m2,137Cs和210Pb_ex背景值从西向东样带随海拔高度的变化差异明显.137Cs(x)和210Pb_ex(y)面积浓度的背景值区域分布呈显著线性相关,相关性关系式为y3.587　2x+1　463.4,R20.951　7.②长江源区沱沱河137Cs的示踪结果表明,以沱沱河为中心的长江源区是典型的风蚀区,年侵蚀速率2.5 t/(hm2·a),该区是青藏高原重要的沙尘暴源区之一.③黄河源区玛多典型坡面137Cs和210Pb_ex的示踪结果表明,近40年来,玛多畜牧业为主的人类活动造成的土壤扰动比自然因素的影响大.④玛沁东倾沟乡和军牧场的比较研究结果表明,玛沁东倾沟乡高山草甸的水土保持效果较好,而玛沁军牧场的畜牧业活动造成了地表土壤的强烈扰动.⑤玛沁军功镇典型水蚀地貌土壤剖面137Cs和210Pb_ex的结果表明,20世纪50—60年代,该区的极端暴雨事件导致了严重的水土流失,土壤剖面中出现137Cs和210Pb_ex的空白区. 植被破坏导致玛沁军功镇出现了严重水蚀,净侵蚀速率为8.0 t/(hm2·a).⑥近40年来,随着人类活动的加剧和全球气候变暖,导致青藏高原三江源区出现了沙尘暴的传输源地.      

降尘~(10)Be浓度对黄土~(10)Be示踪地磁场变化研究的影响

运用我国黄土地层中的~(10)Be记录来示踪地磁场漂移事件和重建相对强度变化历史在最近几年取得了显著进展。开展上述研究的关键点之一在于如何对黄土~(10)Be记录中包含的源区降尘~(10)Be浓度等信号的相对贡献进行合理估算。本文参考最新的现代粉尘~(10)Be浓度观测数据,设计了3种改变降尘~(10)Be浓度的情景分别建立了130 ka以来黄土~(10)Be记录的地磁场漂移事件时间序列。综合对比表明,3种情景下的重建结果并无差异,说明源区降尘~(10)Be浓度幅值变化不会对~(10)Be示踪地磁场变化的结果产生显著影响。同时分离的130 ka以来受地磁场变化影响的~(10)Be记录可与PISO-1500等全球典型地磁场强度曲线良好对比,并完整地记录了蒙诺湖(Mono Lake)、拉尚(Laschamp)、挪威海-格陵兰(Norweigian-Greenland sea event)和布莱克(Blake)等主要地磁场漂移事件,揭示了黄土~(10)Be重建的地磁场变化曲线的全球尺度意义并印证了中国黄土在千年尺度的连续性问题。     

中国边缘海柱样沉积物中239+240Pu的分布与时标价值

根据中国边缘海已研究的77根^239+240Pu柱样沉积物,分析了柱样沉积物中^239+240Pu的来源、分布和时标特征.结果表明理论上给出的利用²¹⁰Pb、¹³⁷Cs和^239+240Pu 3种核素进行定年可能出现的26种情况,与实际情况完全吻合.中国边缘海海陆交汇,柱样沉积物中不同来源的^239+240Pu沉积叠加使得近岸海域（尤其是河口区）柱样沉积物中^239+240Pu的峰型轮廓明显.从近岸到远海,受到沉积物来源方式、海水深度、黑潮混合、扩散效应和边界清除效应等综合因素的影响,柱样沉积物中^239+240Pu的分布可能出现双峰（多峰）、单峰和无峰的情况.其中,柱样中^239+240Pu呈现单峰分布时,与全球大气沉降的高峰年1963年相对应,时标价值可靠.不同海洋环境条件下²¹⁰Pb、¹³⁷Cs和^239+240Pu定年的可靠性,应根据具体海洋沉积环境进行分析;海水中¹³⁷Cs和^239+240Pu核素沉积性质的差异,可能导致沉积峰不一致而影响定年的判断.     

黄河三角洲及邻近海域沉积物137Cs和210Pbex断代的适用性

¹³⁷Cs和²¹⁰Pb_ex定年是确定近百年来浅层湖泊沉积物年代学框架的首选方法,然而,该方法在河口滩地及邻近海域沉积物断代中的适用性仍然不清。本文以渤海黄河三角洲为研究对象,通过钻孔采集了1929～1990年间四个不同成陆年限的淤成土泥芯,分析了¹³⁷Cs和²¹⁰Pb_ex活度及粒度的深度分布特征;结合已报道的邻近海域水下地形特征、沉积物特性、沉积构造等资料,讨论了黄河口泥沙沉积和三角洲形成的特点,评价了沉积物¹³⁷Cs和²¹⁰Pb_ex断代法在该区域的适用性。结果表明,黄河三角洲是由入海口冲积扇不断向前推进而形成,具有快速且不均匀沉积的特点。20世纪50～70年代大气层核试验产生的放射性同位素¹³⁷Cs是黄河三角洲和邻近海域沉积物断代可靠的示踪物,含¹³⁷Cs的沉积物可被确定为1963年(或1954年)以来的沉积物。²¹⁰Pb<...     

基于液相31P核磁共振技术的人工河流沉积物中生物质磷形态特征的研究

利用液相~(31)P核磁共振技术分析了我国北部海河流域典型人工河流滏阳新河沉积物磷形态.结果发现,滏阳新河沉积物中共检测出6类磷化合物:正磷酸盐(Ortho-P)、磷酸单酯(Mono-P)、磷酯(Lipids-P)、DNA磷(DNA-P)、焦磷酸盐(Pyro-P)、膦酸盐(Phon-P).滏阳新河沉积物中的生物质磷包括膦酸盐(Phon-P,0.11%~1.57%)、磷酸单酯(Mono-P,8.96%~29.58%)、磷酯(Lipids-P,0.28%~2.66%)、DNA磷(DNA-P,0.75%~2.03%)、焦磷酸盐(Pyro-P,0.22%~0.86%),其中,磷酸单酯是生物质磷的主要组成部分.沿艾辛庄闸坝水流方向,磷化合物含量差异明显:闸坝附近TP和生物质磷含量最高,分别为6804.1 mg·kg~(-1)和1709.58 mg·kg~(-1);沿河流流向,TP变化率分别为84.97%、-24.11%、32.84%和-0.11%,生物质磷变化率分别为93.15%、-58.83%、42.65%和18.99%.上覆水中TP和SRP的平均浓度分别为3.0 mg·L~(-1)和2.6 mg·L~(-1),分别超过我国地表水环境质量标准(GB3838-2002)V类水标准(0.4 mg·L~(-1))7.5倍和6.5倍.基于液相~(31)P核磁共振技术,对人工河流水体磷的分布与传输有了全新的认知.因此,本研究可为深入认识磷在典型人工河流沉积物-水体系中的转化提供支持,有助于深入研究典型人工河流磷生物地球化学循环过程,同时为多闸坝人工河流的水流量调度与水生态构建提供数据支持.     

基于液相31P核磁共振(NMR)技术的巢湖沉积物中有机磷形态研究

利用改进的沉积物有机磷提取方法和液相31P核磁共振(NMR)分析方法,研究了巢湖表层沉积物有机磷形态.结果表明:西部湖区表层沉积物总磷含量高于东部湖区,其平均含量分别为(1089.82±108.14) mg·kg-1和(497.80±51.59) mg·kg-1;东部湖区沉积物中有机磷百分含量(31.88％±2.41％)高于西部湖区(20.86％±1.65％);表层沉积物主要磷份组成包括膦酸盐(Phon-P)、正磷酸盐(Ortho-P)、磷酸单酯(Mono-P)、磷脂(Lipid-P)、DNA(DNA-P)、焦磷酸盐(Pyro-P);磷酸单酯为有机磷的主要组分,平均含量占总磷的22.12％±5.32％;磷酸单酯和DNA百分含量东部湖区大于西部湖区,磷酸单酯百分含量分别为25.99％±2.29％和16.30％±1.06％,DNA百分含量分别为5.61％±0.24％和3.85％±1.01％.31P核磁共振技术可以有效的应用于巢湖等富营养化湖泊沉积物磷形态分析;巢湖表层沉积物以无机磷为主,有机磷种类丰富,以磷酸单酯为主.     

137Cs在大鹏澳中迁移分布的数值模拟与预测

137Cs作为广东核电站放射性排出核素之一,具有高残留,高积累的特点.悬浮物对放射性核素的吸附沉降是影响海湾水体中核素迁移的重要机制之一.为正确评价核电站放射性排出物对大亚湾海湾水域的影响,建立了考虑悬浮物吸附沉降影响的深度平均二维对流扩散模型,模拟了放射性核素137Cs在大鹏澳内的迁移分布状况,并对未来湾内水质进行预测.模拟预测表明若维持当前排放量,未来50年内海湾中137Cs活度并没有呈持续上升趋势,局部虽略有累积,但活度值仍很小,最大仅约4Bq/m3,说明悬浮物吸附137Cs沉降对海湾的自净作用不容忽视. 137