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地球环境研究所揭示大气人工放射性核素碘-129时间变化机制
2020-03-12| 编辑: | 【 】【打印】【关闭

  长寿命人工放射性核素碘-129主要来源于核武器试验、核燃料后处理、核事故等人类核活动,是核环境监测中的关键核素之一。研究碘-129分布水平和全球传输过程不仅可以灵敏监测核设施和核事故的排放水平并评估其对环境的影响程度,还可以全球大尺度地示踪洋流循环、污染物传输等环境过程。

  碘-129在大气中传输快、影响范围广,是核环境安全评估的重要环节,然而其来源、浓度水平及及其随时间变化机制尚不清楚。

  最近,中国科学院地球环境研究所加速器质谱中心利用高灵敏的加速器质谱测量技术,分析了西安市2017-2018年度每天分辨率的大气气溶胶样品,获得了我国第一条大气气溶胶碘-129时间变化曲线。

  数据显示,放射性的碘-129和自然存在的稳定碘-127均呈夏低冬高的变化特征,但两者来源不同。气溶胶中的自然碘-127来源于本地人为活动排放,其水平与空气质量指数和五次冬季大气重雾霾事件具有显著相关性,揭示了冬季增强的化石燃料燃烧和不利的天气条件对自然碘浓度的影响。与自然碘-127不同的是,研究区的大气碘-129主要来源于欧洲核燃料后处理厂的长距离传输和全球大气沉降。碘-129的时间变化清晰指示,冬季我国受西北冬季风影响,携带欧洲核燃料后处理厂排放的高含量碘-129,而夏季风受环流改变和全球沉降影响,碘-129含量较低。在夏季存在的碘-129的高值与东亚夏季风中断期密切相关,这进一步印证了我国碘-129的含量主要受环流影响。

  该研究还首次估算了我国大气碘-129的本底水平约为(92.7±124) ×10-10(以碘-129/碘-127的原子比值表示),可为核环境安全监测提供参考值。同时,研究人员指出在进行核紧急事故状况下的环境放射性评估中需要综合考虑季风区碘-129的时间变化。

  相关工作得到国家自然科学基金委、科技部基础性工作专项、中国科学院青年促进会、大气重污染成因与治理攻关项目项目等资助。

  图1.我国季风区大气碘同位素的主要来源及季风对人工放射性核素碘-129影响

  图2.西安气溶胶碘同位素时间变化曲线,以及气象和空气质量等的影响

 


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