放射性污染物[1]

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放射性污染物[1]
环境中放射性核素的来源及性质
环境中放射性核素的来源 分为天然和人工两种来源，天然的放射性核素有
40K、232Th、235U、238U、3H、14C；人工的放射性 核素（主要是裂变产物）主要来源于核电站和 核武器制造与试验及放射性同位素的应用
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放射性污染物[1]
795
9.5
ices
生物浓度比（Bq/g植物组织）/（ Bq/g土壤）
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放射性污染物[1]
植物对放射性核素的吸收
植物吸收放射性核素的主要途径包括大气的干/湿沉降，土 壤颗粒在植物体表面的黏附和植物根系的吸收
根外吸收：大气沉降发生在核武器或核电站爆炸之后较短的 时间内，沉降在植物表面的放射性核素可以直接转移到放牧的动 物体内，也可以被植物叶片吸收而转移到植物体内的其它部分
7.32
4.96
307.0
427.0
10
3.69
2.00
ห้องสมุดไป่ตู้
8.41
19.1
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放射性污染物[1]
施用石灰可以提高土壤中pH和增加钙离子浓度， 从而改变土壤溶液的化学组成。有研究表明：施用石 灰可以降低菠菜和绿豆对锶和铯的吸收。
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2、化学肥料：主要是通过改变土壤溶液 （固-液相交换）和植物吸收过程来影响植物 对核素的吸收。
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土壤的pH值对土壤胶体的生成、放射性核素的水 解和离子交换反应都有明显的影响，从而影响到土壤 对核素的吸附。土壤的pH值一般为4-10，除放射性Sr、 Cs和Ra外，锕系元素、稀土元素和大多数感生放射性 核素(如54Mn、60Co等)均易水解，从而影响其被土壤吸 着的能力。例如，60Co在酸性条件下以Co2+离子状态存 在于土壤中，极易被吸附，但中性条件下即发生水解 反应，生成Co0H+和Co(0H)2，吸附能力明显下降。
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4、植物种类
不同种的植物对土壤中放射性核素的吸收能力是 不同的。例如，豆科植物对90Sr的吸收能力比禾本科植 物强，但蓼科和葫芦科植物对90Sr的吸收能力比豆科植 物强得多；植物和谷类对137Cs的吸收为：莴苣属、甘 蓝＞胡萝卜、马铃薯＞谷类、葱属，水果：草莓属＞ 苹果；对90Sr的吸收顺序为：莴苣属、甘蓝＞胡萝卜、 葱属＞谷类＞马铃薯。
易于溶解。
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放射性污染物[1]
3、土壤的性质及土地的利用方式
不同种类的土壤对放射性物质的吸附能力有明显的 差异。例如，中国东北地区的土壤对90Sr的吸附能力依 次为：黑土粘粒＞白浆土粘粒＞暗棕色森林土粘粒。 土壤颗粒粒径愈小，其有效比表面积愈大，吸附能力 也愈强。
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放射性污染物[1]
开采和水冶、235U的浓缩、燃料元件制造、核反应堆发电、乏燃料 贮存或后处理及放射性废物的贮存和处置，放射性物质在整个核 燃料循环的各个环节间循环。
核事故主要有民用核反应堆事故、军用核设施、核武器运输、 卫星重返和辐射源丢失等。这些生产过程和核事故都有可能释放 放射性污染物质，成为重要污染源。
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放射性污染物[1]
5、肥料、化学添加剂和人类的耕种
肥料和化学添加剂的施用可影响土壤中稳 定元素的浓度及其酸碱度。例如，铵基铁 (III)、六氯铁酸盐的应用对减少放射性核素 从土壤向植物中转移有明显效果。人类在土地 上的耕翻和种植作物的不同也有影响。
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放射性污染物[1]
切尔诺贝利核电站事故后几天英国牛奶和叶菜中 典型放射性核素比活度
放射性核 素
131I
南部
北部
牛奶 （Bq/L）
50
蔬菜
牛奶
（Bg/kg） （Bq/L）
100
400
蔬菜 （Bg/kg）
200
134Cs
4
10
400
100
137Cs
2
5
200
50
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放射性污染物[1]
另外，同种植物不同的器官对放射性核素的积累 是不同的。例如，芝麻茎内90Sr含量比叶子高，并且 90Sr大量集中在老叶中。
137Cs在水稻各器官中的比活度大小顺序为叶＞茎 ＞根＞穗。放射性核素不同污染时期在植物器官中的 分布也不同，例如，137Cs在根和叶中的分布随污染叶 位的上升而减少，在茎和穗中的分布随污染叶位的上 升而增加。
1 核试验 分为大气层核试验和地下核试验两种。 大气层核试验产生的放射性落下灰是迄今土壤环境的主要放
射性污染源。放射性落下灰的沉降可分为3种情况：(1)局地性沉 降：颗粒较大的粒子因重力作用而沉降于爆心周围几百公里的范 围内。(2)对流层沉降：较小的粒子则在高空存留较长时间降落到 大面积的地面上，其中进入对流层的较小颗粒主要在同一半球同 一纬度绕地球沉降。沉降时间一般在爆炸后20d-30d，在爆心的同 一纬度附近造成带状污染。(3)全球沉降或平流层沉降：百万T级 或以上的大型核爆炸，产生的放射性物质带人平流层，然后再返 回地面，造成世界范围的沉降，平均需0.5a-3a年。
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放射性污染物[1]
研究施用石灰、褐煤和钾肥等对减少137Cs在水稻植株 中积累的影响。结果表明，施用相当干土壤阳离子代换量 1/20的钾盐，使水稻对137Cs的积累比对照组减少32％以上， 随时间变化，这种效应更加显著。在第2茬水稻试验中 (137Cs污染后57d)施钾盐处理组水稻中137Cs的积累比对照组 减少76％以上，分析结果表明，施用钾盐后，土壤中代换 性137Cs的含量比对照组低得多，差异十分显著。99％以上 的137Cs被土壤固定，难以被水稻吸收。本试验的两组施用 量相比，低量组比高量组效果更好。
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放射性污染物[1]
土壤中天然的无机和有机配位体，可与放射性核发 生络合或整合反应，从而影响土壤对核素的吸附能力。
土壤中含有的多种常量及微量元素，可形成放射 性核素的天然载体，对其在土壤颗粒表面上的吸附具 有某种竞争及稀释作用，从而减小其吸附量。例如， 土壤中Ca2+含量增高，可明显降低其对90Sr的吸附，在 有机质含量高的土壤中，这一作用尤为明显，其原因 是有机质能优先吸附Ca2+ 。
放射性污染物
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2020/11/20
放射性污染物[1]
放射性污染
放射性污染：是指由于人类活动造 成物料、人体、场所、环境介质表面或 者内部出现超过国家标准的放射性物质 或者射线。—《中华人民共和国放射性污染防治法》
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放射性污染物[1]
天然放射性元素中，一个放射核常 常放射出α粒子或β粒子，而γ射线往往是 伴随α粒子或β粒子射出的。
1986年切尔诺贝利核电站严重事故，也是 人为造成的。停堆进行电机性能试验，切断安 全保护系统，将堆内大部分控制棒迅速拔出， 剩下8根时，反应堆功率失控，被切断的安全 保护系统无法动作，引起爆炸与燃烧，堆芯熔 化，放射性严重泄漏，大范围污染环境和大量 人员死伤（31人死亡、203人放射病、400万人 低剂量辐射）。
灰化土土壤中，钾肥施用可使植物对铯的 吸收降低3-4倍 。
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3、菌根：土壤中微生物对环境中放射性核素
沉降在植物表面的放射性核素也可以通过雨水和风的作用、 植物生长（稀释作用）、组织衰老、叶片凋落或动物吞食而降低， 这些过程称为植物表面放射性核素的风化作用。
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放射性污染物[1]
放射性污染土壤的管理
1、土壤改良剂：通过降低土壤溶液中核素的浓度， 而降低植物吸收。主要的改良剂 有沸石等
沸石对草本植物中放射性铯提取的影响（mg/kg，DW）
沸石（%）
壤土
泥炭土
第一次收获 第二次收获 第一次收获 第二次收获
0
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放射性污染物[1]
两次严重人为核事故：
1979年美国三里岛核电站二回路故障，造 成失水，无法导出余热，部分燃料棒熔化、破 损，放射性泄漏，但对环境影响不大。
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放射性污染物[1]
2、放射性核素的形态和性质
放射性核素半衰期长的对环境影响大，短的影响 相对小；
核素在土壤中的存在形态对交换吸附也有很大的 影响，通常溶解态的阳离子易被吸着，其在土壤中的 迁移能力较小；难溶态的氧化物或沉淀物不被粘粒矿 物吸着，可随水流在土壤缝隙中迁移。
以不同氧化价态存在于土壤中的放射性核素，植 物的吸收能力也不同。 一般情况下，放射性核素的粒 径愈小，愈易溶解和被作物吸收；比活度愈高，也愈
3、放射性同位素的生产和应用
放射性同位索的生产及其在工业、医疗、教学、 研究等日益广泛的应用和相关的废物处置，也会对公 众造成一定剂量的照射。
4、矿物的开采、冶炼和应用
除作为核燃料原料的含铀矿物以外，煤、石油、 泥炭、天然气、地热水(或蒸汽)和某些矿砂中的含量 也比较高，其开采、冶炼和应用一定程度上也会释放 放射性废物到环境中去，给土壤环境带来一定的污染。
的活化与固定起着关键作用。菌根对植物吸收放射 性物质有影响
从枝状对积累137Cs的影响
菌根
8周收获
16周收获
地上部分 生物浓度 地上部分累 生物浓度比
累积（Bq/ 比
积（Bq/植
植物）
物）
NM
691
5.9
548
5.9
G.mosseae 1377
17.3
1001
13.2
G.intrarad 1751
16.6
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我国第一颗原子弹
第一放次射性氢污染弹物试[1] 验成功
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前苏联第一颗原子弹
放射性污染物[1]
2、核武器制造、核能生产和核事故 军事放射性物质生产和核武器制造可能导致放射性核素的常
规和事故释放，造成局地和区域性环境污染。 核能生产涉及整个核燃料循环，其中包括的主要环节有铀矿
土壤中的粘土矿物是土壤吸附或固定137Cs的主要 原因，但土壤中的有机质对137Cs吸附或固定的影响也 非常重要。
土壤中的有机质能吸附或固定土壤中的有机质能 吸附或固定137Cs的主要原因在于它能提供大量的交换 性阳离子．而土壤中的阳离子交换量增大时，能增加 土壤对放射性核素的吸附或固定。
土壤中有机物质的施用能大大减少作物对核爆炸 副产物(Sr，Cs，Ce和Ru)的吸收。这一方面可减少放 射性核素通过食物链对人类和动物造成的危害，另一 方面可为， 137Cs作为土壤侵蚀和沉积示踪剂提供理论 依据。
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放射性污染物[1]
影响放射性物质在土壤环境中的 积累和迁移的因素
1、气候与地形
年降雨量是影响土壤放射性污染的重要因素，潮 湿地带土壤的pH值往往较低；其次，水对许多放射性 离子有一定的溶解作用，使之随水的渗流而向土壤深 层迁移；含水量对土壤中微生物、细菌的活动和有机 物的分解、合成也有明显影响，从而间接影响核素的 吸附行为。地形对土壤放射性污染水平有影响，在山 坡地区，污染程度较高的表层土壤流失严重，土壤中 核素的污染水平远比平原地区低。
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放射性污染物[1]
环境中放射性核素的危害
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在生物循环中对动物和人体有威胁的主要是长寿命 的90Sr和137Cs两种放射性核素，它们的半衰期分别为28 年和30年， 90Sr衰变时发出β射线，而137Cs 在衰变时 则发射的是γ射线。
90Sr与生物必需元素钙处于同一族，产生危害的 主要原因有：半衰期长、核裂变时产额高，通常占原 子弹爆炸时产生的裂变产物的10%-20%、化学性质与钙 相似，容易参加生物循环、进入动物和人体后，积聚 在骨骼中，其β射线能够对生物体产生严重的损伤作 用
放射性污染物[1]
137Cs是另外一个具有毒性的长寿命放射性 核素，由于它的化学性质和钾相似，所以落在 土壤、水体、植物上的137Cs可以和钾一起参加 生物循环，并最后进入人体。一旦进入动物和 人体后，很容易被吸收，并广泛分布在肌肉中。