發(fā)布時(shí)間：2017-12-17 13:21

  本文關(guān)鍵詞：福島核事故后典型放射性核素在中國近海環(huán)境中分布和遷移特征分析

  更多相關(guān)文章： 福島核事故 氣溶膠 遷移路徑 東海 黃渤海 (131)~I、(134)~Cs、(137)~Cs、(129)~I

【摘要】：本論文以福島核事故為背景,分別對(duì)核事故后典型人工放射性核素(131I和134,137Cs)在上海大氣氣溶膠中的遷移特征和中國近海水體中137Cs的分布規(guī)律、季節(jié)變化以及129I濃度和129I/127I原子數(shù)比值分布特征進(jìn)行了分析,初步討論了福島核事故對(duì)中國近海環(huán)境放射性本底可能造成的影響,主要研究結(jié)果包括以下幾點(diǎn)：福島核事故期間上海的氣溶膠中131I和134,137Cs活度及其比值的分布特征：131I被檢出的時(shí)間(2011/3/27)早于134Cs(2011/4/6)和137Cs(2011/4/2),131I的活度(0.01-1.20 mBq/m3)比134Cs (0.01-0.58 mBq/m3)和137Cs (0.01-0.65 mBq/m3)大2-10倍,而且在不同的時(shí)間段出現(xiàn)相應(yīng)的多峰值現(xiàn)象；131I/137Cs活度比值(1.3-10.6)在2011年4月5日之后呈遞減趨勢(shì),但是134Cs/137Cs活度比值(0.8-2.9)則一直在1.1左右波動(dòng)。利用HYSPLIT模型模擬放射性氣團(tuán)運(yùn)移軌跡的分析方法,表明在核事故期間輸入到上海的放射性氣溶膠的途徑有東北和西北兩條主要遷移路徑。同時(shí)通過結(jié)合國內(nèi)相關(guān)城市核事故期間大氣放射性監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),證實(shí)了東北路徑在中國境內(nèi)的控制地位。另外,通過總結(jié)和分析北半球大氣監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中131I/137Cs和134Cs/137Cs活度比值最大值的分布特征,驗(yàn)證了日本核事故產(chǎn)生的放射性氣溶膠在北半球的傳輸過程。2011年春季(5月),福島核事故發(fā)生2個(gè)月后,東海表層水體中137Cs的活度范圍是0.66-1.36 Bq/m3,平均值為1.07±0.09 Bq/m3(n=56),且137Cs活度呈現(xiàn)近岸海域低,遠(yuǎn)海海域高；兩個(gè)137Cs高活度區(qū)分別出現(xiàn)在黑潮水(KCW)海域以及東海和南黃海交界的海域,137Cs的活度最低值出現(xiàn)在浙閩沿岸(ZFCC)海域；除此之外,大部分海域的137Cs活度在1.10 Bq/m3左右。黑潮水路徑上的G8、D9和CJ站位的3個(gè)水柱中137Cs活度的垂向分布規(guī)律相似,最大值1.14+0.07Bq/m3 (G8),1.44±0.17 Bq/m3 (D9)和1.84±0.10 Bq/m3(CJ)均出現(xiàn)在次表層(200m,400 m和280 m)；3個(gè)水柱中137Cs存儲(chǔ)量分別為1219 Bq/m2 (G8),1182 Bq/m2 (D9)和1283 Bq/m2 (CJ),對(duì)比臨近海域的歷史數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)福島核事故后東海137Cs沒有明顯輸入。2013年夏季(8月),福島核事故發(fā)生2年后,東海表層水體中137Cs的活度范圍是0.12-1.59 Bq/m3,平均值為0.63±0.12 Bq/m3(n=52);兩個(gè)137Cs活度高值區(qū)分布與春季相似,分別出現(xiàn)在南黃海和東海的交界處以及臺(tái)灣暖流(TSWW)和黑潮水活動(dòng)的海域。黑潮水路徑上的C12和F8站位的2個(gè)水柱中137Cs活度分布規(guī)律整體上與春季的CJ和G8站位相似,但是最大值1.92±0.36Bq/m3 (C12)和1.10±0.10 Bq/m3(F8)出現(xiàn)在次表層較淺的深度(100 m和200m)；F8站位水柱中137Cs存儲(chǔ)量為405 Bq/m2,顯著低于相應(yīng)春季的G8站位。2013年秋季(10月)航次僅采集了東海東北部的表層樣品,137Cs的活度范圍是0.26-0.72 Bq/m3,平均值為0.55±0.12 Bq/m3(n=12),其空間分布狀況能夠較好的與夏季航次相應(yīng)海域?qū)?yīng)。2014年春季(5月)南黃海表層水體中137Cs的活度范圍是0.16-0.68 Bq/m3,平均值為0.46±0.06 Bq/m3(n=11),北黃海表層水體中137Cs的活度范圍是0.08-0.56 Bq/m3,平均值為0.30±0.07 Bq/m3(n=10),渤海表層水體中137Cs的活度范圍是0.03-0.09 Bq/m3,平均值為0.05±0.01 Bq/m3(n=9);黃渤海表層水體的137Cs活度較東海海域明顯偏低,且從南黃海到北黃海直至渤海,137Cs表層活度依次減小。在中國近海放射性本底的調(diào)查研究中,除了銫同位素外,本論文還關(guān)注了對(duì)海洋環(huán)境放射性表征更為靈敏的碘同位素。2013年秋季(10月)東海表層129I的濃度范圍是(0.61-1.94)×107 atoms/L,平均值為(1.22±0.09)×107 atoms/L (n=26),且呈現(xiàn)北部高南部低,近岸高遠(yuǎn)海低的分布特點(diǎn),具體來講,129I濃度的高值出現(xiàn)在長江口50 m等深線以內(nèi)和黃、東海交界的海域；129I的表層濃度最大,垂向分布與溫度和鹽度沒有顯著相關(guān)性,且呈微弱減小趨勢(shì)。東海表層129I/127I原子數(shù)比值的范圍是(4.72-14.75)×10-11,平均值為(6.94±0.45)×10-11(n=26),且呈現(xiàn)北部高南部低,近岸高遠(yuǎn)海低,外海普遍偏低的特點(diǎn),高值分布在50 m等深線以內(nèi)的海域；129I/127I原子數(shù)比值水平分布和垂向變化規(guī)律與129I一致,而且從近岸向遠(yuǎn)海,該比值銳減。結(jié)合本論文134Cs的最低檢測(cè)限(0.03 Bq/m3)和3個(gè)航次對(duì)我國東海近海放射性137Cs活度水平的多次調(diào)查數(shù)據(jù),估算可知,福島核事故對(duì)我國東海137Cs放射性水平的貢獻(xiàn)不大于3%,即福島核事故在我們航次調(diào)查期間沒有對(duì)東海的環(huán)境本底放射性水平造成顯著影響,通過大氣沉降和洋流輸送方式到達(dá)本文調(diào)查海域的137C8的量都十分有限；同時(shí),通過結(jié)合我國近海海域中129I濃度和129I/127I原子數(shù)比值,進(jìn)一步證實(shí)了福島核事故沒有對(duì)東海海域造成影響。另外,在研究調(diào)查海域的137Cs空間分布規(guī)律時(shí),發(fā)現(xiàn)其與東海水團(tuán)結(jié)構(gòu)具有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系,特別是在春季(2011.5)航次中這種對(duì)應(yīng)關(guān)系較為明顯,但是137Cs的空間分布情況與黃渤海水團(tuán)結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)關(guān)系不顯著。
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X55;X591

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本文編號(hào)：1300251