地球環(huán)境研究所利用碘-129揭示我國(guó)南海北部放射性污染物傳輸擴(kuò)散機(jī)制

隨著沿海核電快速發(fā)展及周邊核活動(dòng)頻繁，我國(guó)海洋放射性污染態(tài)勢(shì)日益嚴(yán)峻。南海北部沿岸核電站密集、人口眾多，且珠三角為重要經(jīng)濟(jì)中心，亟需開(kāi)展相關(guān)放射性核素在邊緣海中的分布規(guī)律和傳輸機(jī)制研究。目前該區(qū)域針對(duì)水溶性放射性核素的系統(tǒng)研究和定量評(píng)估仍較為缺乏。長(zhǎng)半衰期的碘-129（129I）因其高水溶性和親生物性成為研究放射性污染物遷移和轉(zhuǎn)化機(jī)制的理想示蹤劑。

中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所侯小琳研究員團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)采集了南海北部海水樣品，使用團(tuán)隊(duì)建立的超微量129I和127I分析技術(shù)，分析獲得了碘同位素的水平和分布，揭示了該核素的分布特征與遷移擴(kuò)散規(guī)律。研究表明，珠江河口區(qū)129I/127I原子比值高于開(kāi)闊海域一個(gè)數(shù)量級(jí)。在季風(fēng)與浮力效應(yīng)影響下，表層129I水團(tuán)在河口陸架區(qū)呈羽狀分布，高濃度主要集中在表層10米以內(nèi)，次表層濃度與開(kāi)闊海域相近(圖1)。南海北部開(kāi)闊海域129I垂向分布呈現(xiàn)從表層至次表層逐漸升高，在混合層底達(dá)到峰值后隨深度增加迅速降低的特征。1500米以深水體中129I濃度接近核前水平。通過(guò)定量估算水柱中129I儲(chǔ)量，解析了不同輸入途徑的貢獻(xiàn)：大氣沉降受緯度影響貢獻(xiàn)較小；河流輸入主要影響河口100公里內(nèi)海域；洋流輸送是主要輸入方式，占比高達(dá)97%(圖2)。

該研究揭示了陸源輸入放射性核素在南海北部的分布特征與驅(qū)動(dòng)機(jī)制，并首次對(duì)南海北部海域放射性核素129I的傳輸方式進(jìn)行了定量評(píng)估。研究成果將對(duì)邊緣海事故工況下核污染的擴(kuò)散路徑和影響范圍預(yù)測(cè)及環(huán)境輻射安全評(píng)估提供科學(xué)支撐。

上述成果近期發(fā)表于《中國(guó)科學(xué)：地球科學(xué)》中英文版2025年第9期。碩士生侯錦校為第一作者，侯小琳研究員為通訊作者。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(22341603)、中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)部署項(xiàng)目(ZDBS-SSW-DQC003)、中國(guó)科學(xué)院國(guó)際合作項(xiàng)目(132B61ZYLH20230013)和陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計(jì)劃項(xiàng)目(2024JC-YBQN-0308)資助。

圖1 南海北部海域海水129I/127I原子比值與鹽度關(guān)系

圖2 南海北部海域水體中129I的輸入方式及其貢獻(xiàn)量

中文版:

侯錦校, 王妍蕓, 劉佳林, 劉起, 侯小琳. 2025. 中國(guó)南海北部放射性129I的來(lái)源、傳輸和擴(kuò)散. 中國(guó)科學(xué): 地球科學(xué), 55(9): 3040–3050

https://www.sciengine.com/SSTe/doi/10.1360/SSTe-2025-0018

英文版:

Hou J, Wang Y, Liu J, Liu Q, Hou X. 2025. Sources, transport, and migration of 129I in the northern South China Sea. Science China Earth Sciences, 68(9): 2913–2923, https://doi.org/10.1007/s11430-025-1639-1

https://www.sciengine.com/doi/10.1007/s11430-025-1639-1