核环境学基础-7
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CWA Ce etp Cw CF etp
放射性物质的水生物链转
水生物体内放射性核素浓度的估算 浓集因子CF值的选用
用浓集因子法估算水生物体内核素的浓度时， 对浓集因子CF值应考虑具体情况慎重选用。
放射性物质的陆地生物链转移
通过农作物的转移 植物生长所需要的矿物质大部分是经过根部从 土壤吸收的，因此，土壤的放射性污染水平及 其物理化学性质决定了核素在植物中的蓄积程 度；另一方面，植物的生长加速了土壤中水分 的蒸腾，改变了土壤水的运动，也会在一定程 度上影响核素在土壤中的迁移个分布。
放射性物质在大气和水体中的迁移，涉及污染
物在空气和水中的弥散、输运、扩散和再悬浮 等各种地球物理分散过程。一般说来，随着与 污染源之间距离的增大，水与空气的污染程度 总是逐渐降低的，污染核素在这些环境物质中 被分散的程度和速率主要取决于水和空气的湍 流强度。
放射性物质的生物链转移则涉及污染物在各种
Rin IwCw fut
放射性物质的水生物链转
水生物对放射性物质的蓄积 影响水生物蓄积能力的因素
(1) 水生物的特性 (2) 水环境条件 ：
水中稳定元素的浓度、温度、酸度
放射性物质的水生物链转
水生物体内放射性核素浓度的估算 基本公式
通常采用浓集因子法估算人所食用的水生物体 内放射性核素的蓄积浓度。
CF Ce Iw fut
Cw eM
放射性物质的水生物链转
水生物对放射性物质的蓄积 水生物吸收、蓄积放射性物质的浓集因子
对于水生动物通过饮水途径从水中摄入、吸收 和蓄积放射性核素的过程，可用下式来计算， 对于其它吸收途径，也可以按类似的方式，采 用浓集因子表示水生物对放射性核素吸收蓄积 能力的大小。
通过农作物的转移 植物根部与其它部位表面上的离子交换反应叶 会导致外表面污染，特别是受伤的植物根直接 从土壤溶液占吸收放射性离子，对于萝卜一类 块根植物的污染具有重要意义。 植物通过根部从土壤中摄入、吸收营养成分的 同时，也吸收了土壤溶液中的放射性离子，叶、 茎、花对可溶性核素具有相当大的吸收能力， 这类生物过程导致农作物的内污染并不遵从一 般的离子交换选择性规律。
p
放射性物质的水生物链转
在水生系统中，水和水底沉积物中含有氧、氢、氮、 钙和二氧化碳等营养元素和成分，在太阳能的作用下， 水体中最低等的植物-浮游植物可通过吸收、同化和 代谢作用，使之转化为其自身生命活动所必需的生物 物质。因此，在水生态系统中，浮游植物起着使矿物 质转化为生物物质的基本作用，是水生态系统中的生 产者。浮游植物是小型浮游动物、鱼类及两栖水生动 物的食物来源，小型浮游动物又是处于较高营养级的 大型水生动物的食料，许多情况下，水禽、蜗牛、青 蛙等两栖动物可以从水生食物链几个不同营养级上摄 取其食物，因此，水生食物链往往呈现十分复杂的网 状结构。
放射Βιβλιοθήκη Baidu物质的陆地生物链转移
通过动物类食品的转移 影响动物类食品核素污染浓度的因素
(1) 牧草的生长密度 (2) 季节 (3) 动物种别 (4) 耕作方式及稳定元素的摄入 (5) 核素的其它摄入途径 (6) 食品加工过程中的核素转移
放射性物质的陆地生物链转移
通过动物类食品的转移 动物类食品核素污染浓度的估算
水环境中的137Cs向人转移的淡水食物网
放射性物质的水生物链转移
水中与营养元素和成分共存的锌、铁、钴、锰等元素 及放射性核素也会程度不同地参与这一生物链中的物 质循环和转移过程，由此导致水生物的污染。 水生物向人类提供的水产食品是人类所需蛋白质重要 来源之一。水产食品的放射性污染无疑会对人体健康 带来有害影响。另一方面，水生物无论是回游性的还 是漂浮性的，在水体中始终处于迁移运动之中，一旦 受到污染，将成为水体放射性污染的输运者和传播者， 放射性核素将伴随其向未污染水域迁移。水生物排泄 物的沉积及其残骸中的放射性核素有一部分进入底质 中，使其成为水生系统中污染物的“贮存库”。
放射性物质的陆地生物链转移
通过农作物的转移 气载放射性核素的沉积
气载放射性核素流出物开始释放后t时刻沉积 所致烟羽下风向某点处地面上沉积核素浓度的 积累增长速率为该点处同一时刻气载核素的沉 积率。 沉积在地面上的核素可因降雨的沥滤与洗刷、 再悬浮、作物的收割或被食草动物的食用而得 以清除，所有这些生物-物理清除过程可用单 一的清除常数表示。
影响农作物对土壤中核素吸收的因素
（1）核素的物理化学形态 （2）作物种类及核素在作物中的易位 （3）土壤的性质 （4）化学性质相似的稳定性元素 （5）肥料和化学添加剂 （6）螯合剂 （7）核素在土壤中的分布
放射性物质的陆地生物链转移
通过农作物的转移
灌溉造成的农作物污染
用被放射性核素污染的地面水或地下水灌溉农田会导 致农作物的污染，农田灌溉有多种方法，就我们南方 来说，一般种水稻常用漫灌的方法。这样的话，放射 性核素除了迁移到水稻中外，还将沉积在稻田中。
生物链过程中的迁移和浓集机制，这些机制比 非生物环境物质中的地球物理分散过程复杂得 多，而且具有明显的物理、化学及生物浓集作 用。
放射性物质的生物链转移
生物链转移的基本途径 水、空气、土壤等非生物环境物质中的放射性核素， 在一定条件下可进入植物组织中，这是其生物链转移 的第一个环节。陆生植物通过根部从土壤中的摄取及 对沉积在其地面以上组织(叶片)表面上的气载污染物 的吸收而蓄积放射性核素。水生植物则通过吸附、吸 收而从水中摄取放射性核素。植物通过根膜从土壤水 中吸收的放射性离子或分子，将在其组织间传输，最 终结合于某些特定部位，从而导致核素在植物组织中 的蓄积；此外，土壤中的放射性核素常粘附于植物根 系或仅进入其表面，实际上并未与植物组织结合。同 样，空气及水中的放射性核素沉积在植物叶片表面上 之后，也有一部分被吸收而结合于植物组织中，另一 部分也只是粘附在叶片表面。
放射性物质的水生物链转移
水生物对放射性物质的吸收机制
各类水生物摄入、吸收水中放射性核素的途径和机制 有很大的差异，这与水生物体的结构、生活习性、摄 食方式及水环境条件等诸多因素有关。
藻类是水中最常见的浮游植物，是水生态系统中的初 级生产者，处于水生物链的第一营养级。它们在摄入 矿物质、二氧化碳和水，合成有机生物物质的同时， 也能从水中摄取放射性物质。
放射性物质的生物链转移
影响放射性核素生物链转移及蓄积的因素 生态系统的特性
生态系统的特性对放射性核素的生物链转移起 着决定性作用。这些特性可从物理、化学和生 物三个角度加以说明。
放射性物质的生物链转移
放射性核素食入量的估算 公众因饮水及食用食物而摄入放射性核素的量 可按下式计算。
M g,a p,a f pCp fc
浮游植物对水中放射性物质的被动摄入是一种不消耗 其细胞代谢能的吸收机制，包括吸附、离子交换、扩 散 、穿透等方式。
水生动物从水中摄取放射性核素大致有摄食、饮水和 体表直接吸收等几种途径，各种途径的相对重要性因 其种类不同而异。
放射性物质的水生物链转
水生物对放射性物质的蓄积 水生物通过各种途径从水中摄取、吸收核素后， 核素将在其体内某些特定器官、组织中逐渐积 累，并在一定的条件下达到平衡。一般用浓集 因子(CF)来描述水生物对水中放射性核素蓄积 能力的大小。
放射性物质的生物链转移
放射性物质在生物体内的蓄积和平衡 放射性物质经由生物链向人体转移的过程中，会在生 物体内蓄积起来，生物体中核素的浓度逐渐增高，并 在一定条件下趋于平衡。 放射生态学中将一个生态系统划分为若干相互关联又 相互分离的结构实体，这些实体是一个完全均匀的体 系，它能受纳、输出和保持一定数量的放射性物质， 一般称为“隔室”。隔室既可以代表非生物环境物质， 也可以代表生物体，若干个隔室按一定的顺序组合起 来，可用于模拟某个实际的生态系统。
通过动物类食品的转移 陆生动物通过摄食牧草或其它植物饲料从环 境中摄入放射性物质，由此导致人所食用动物 类食品的放射性污染，是放射性物质通过生物 链向人体转移的另一重要途径。反之，动物对 放射性核素的摄入也在一定程度上影响核素在 生态系统中的转移和分布。
放射性物质的陆地生物链转移
通过动物类食品的转移 动物对放射性核素的摄入和滞留
放射性物质的陆地生物链转移
通过农作物的转移 农作物根部从土壤中的吸收
植物生长和再生产需要16种元素，除碳、氢、 氧由空气直接提供之外，其余13中元素由其根 系从土壤中吸收而得，因此，土壤是植物赖以 生长的基本物质条件。
一般情况下，放射性核素均以稳定同位素的阳
离子形态存在于土壤中，因此，植物根系从土 壤中吸收营养元素的同时，也能吸收其中的放 射性核素。农作物通过其根系对土壤中各种元 素吸收能力大小常以浓集系数CR表示：
通过农作物的转移 3H和14C造成的农作物污染 (1) 农作物中3H污染浓度的估算：
Cp,t 1103 0.750.5 / H 3.75102 / H
(2) 农作物中14C污染浓度的估算：
Cp,c Gn / 0.18 5.56Gn
放射性物质的陆地生物链转移
第七章
放射性物质通过生物链向 人的转移
人是生物圈中最高等的动物，处于生物链的终端，生 态系统中的能量传递和物质迁移过程，环境放射性水 平及其变化，都会不同程度上对人造成影响。
核设施向环境释放放射性流出物，其中的放射性核素 得以在环境中迁移和弥散，从而导致空气、水、土壤 等非生物环境物质的污染，可对人直接造成外照射。 此外，这些非生物环境物质中的放射性物质还会伴随 着生态系统内发生于植物-动物-人这一生物链中各种 复杂的过程而向人转移。放射性物质通过生物链向人 转移是环境放射性污染对人造成内照射最重要的途径。
作物可从灌溉水中直接吸收放射性核素而造成直接污 染，水中核素进入土壤后再被作物吸收则为间接污染。 土壤对水中核素的滞留取决于不同灌溉方式中土壤与 水的接触程度。散布式灌溉时，水中核素多被土壤吸 收，对作物造成间接污染，喷灌、滴灌及漫灌时，作 物的污染主要来自水的直接污染。
放射性物质的陆地生物链转移
农作物污染的途径
放射性物质的陆地生物链转移
农作物的放射性污染是公众通过食物链摄入放射性核 素而受到内照射的一个重要途径。气载流出物及再悬 浮物质的干、湿沉积等物理过程导致农作物的外表面 污染，在气载流出物连续释放的条件下，这是导致蔬 菜与牧草受短寿命核素污染的重要机制。
放射性物质的陆地生物链转移
放射性物质的生物链转移
影响放射性核素生物链转移及蓄积的因素 放射性核素的性质
(1) 半衰期 (2) 物理形态 (3) 化学性质
放射性物质的生物链转移
影响放射性核素生物链转移及蓄积的因素 生物的特性和行为
生物体的某些固有特性和行为特征对其吸收、 蓄积放射性核素的能力有很大的影响，同一环 境内同一生物群落中不同种类的生物，其体内 放射性核素的蓄积程度会有明显差别，其原因 在于不同种类的生物在形态、寿命、行为特征 及生理特征诸方面的差别。
根据动物每天消耗的饲料量及饲料中核素的比 活度，可由下式估算动物类食品中核素的污染 浓度：
CA FACF IF exp( tF )
放射性物质的水生物链转
水生物体内放射性核素浓度的估算 浓集因子CF值的选用
用浓集因子法估算水生物体内核素的浓度时， 对浓集因子CF值应考虑具体情况慎重选用。
放射性物质的陆地生物链转移
通过农作物的转移 植物生长所需要的矿物质大部分是经过根部从 土壤吸收的，因此，土壤的放射性污染水平及 其物理化学性质决定了核素在植物中的蓄积程 度；另一方面，植物的生长加速了土壤中水分 的蒸腾，改变了土壤水的运动，也会在一定程 度上影响核素在土壤中的迁移个分布。
放射性物质在大气和水体中的迁移，涉及污染
物在空气和水中的弥散、输运、扩散和再悬浮 等各种地球物理分散过程。一般说来，随着与 污染源之间距离的增大，水与空气的污染程度 总是逐渐降低的，污染核素在这些环境物质中 被分散的程度和速率主要取决于水和空气的湍 流强度。
放射性物质的生物链转移则涉及污染物在各种
Rin IwCw fut
放射性物质的水生物链转
水生物对放射性物质的蓄积 影响水生物蓄积能力的因素
(1) 水生物的特性 (2) 水环境条件 ：
水中稳定元素的浓度、温度、酸度
放射性物质的水生物链转
水生物体内放射性核素浓度的估算 基本公式
通常采用浓集因子法估算人所食用的水生物体 内放射性核素的蓄积浓度。
CF Ce Iw fut
Cw eM
放射性物质的水生物链转
水生物对放射性物质的蓄积 水生物吸收、蓄积放射性物质的浓集因子
对于水生动物通过饮水途径从水中摄入、吸收 和蓄积放射性核素的过程，可用下式来计算， 对于其它吸收途径，也可以按类似的方式，采 用浓集因子表示水生物对放射性核素吸收蓄积 能力的大小。
通过农作物的转移 植物根部与其它部位表面上的离子交换反应叶 会导致外表面污染，特别是受伤的植物根直接 从土壤溶液占吸收放射性离子，对于萝卜一类 块根植物的污染具有重要意义。 植物通过根部从土壤中摄入、吸收营养成分的 同时，也吸收了土壤溶液中的放射性离子，叶、 茎、花对可溶性核素具有相当大的吸收能力， 这类生物过程导致农作物的内污染并不遵从一 般的离子交换选择性规律。
p
放射性物质的水生物链转
在水生系统中，水和水底沉积物中含有氧、氢、氮、 钙和二氧化碳等营养元素和成分，在太阳能的作用下， 水体中最低等的植物-浮游植物可通过吸收、同化和 代谢作用，使之转化为其自身生命活动所必需的生物 物质。因此，在水生态系统中，浮游植物起着使矿物 质转化为生物物质的基本作用，是水生态系统中的生 产者。浮游植物是小型浮游动物、鱼类及两栖水生动 物的食物来源，小型浮游动物又是处于较高营养级的 大型水生动物的食料，许多情况下，水禽、蜗牛、青 蛙等两栖动物可以从水生食物链几个不同营养级上摄 取其食物，因此，水生食物链往往呈现十分复杂的网 状结构。
放射Βιβλιοθήκη Baidu物质的陆地生物链转移
通过动物类食品的转移 影响动物类食品核素污染浓度的因素
(1) 牧草的生长密度 (2) 季节 (3) 动物种别 (4) 耕作方式及稳定元素的摄入 (5) 核素的其它摄入途径 (6) 食品加工过程中的核素转移
放射性物质的陆地生物链转移
通过动物类食品的转移 动物类食品核素污染浓度的估算
水环境中的137Cs向人转移的淡水食物网
放射性物质的水生物链转移
水中与营养元素和成分共存的锌、铁、钴、锰等元素 及放射性核素也会程度不同地参与这一生物链中的物 质循环和转移过程，由此导致水生物的污染。 水生物向人类提供的水产食品是人类所需蛋白质重要 来源之一。水产食品的放射性污染无疑会对人体健康 带来有害影响。另一方面，水生物无论是回游性的还 是漂浮性的，在水体中始终处于迁移运动之中，一旦 受到污染，将成为水体放射性污染的输运者和传播者， 放射性核素将伴随其向未污染水域迁移。水生物排泄 物的沉积及其残骸中的放射性核素有一部分进入底质 中，使其成为水生系统中污染物的“贮存库”。
放射性物质的陆地生物链转移
通过农作物的转移 气载放射性核素的沉积
气载放射性核素流出物开始释放后t时刻沉积 所致烟羽下风向某点处地面上沉积核素浓度的 积累增长速率为该点处同一时刻气载核素的沉 积率。 沉积在地面上的核素可因降雨的沥滤与洗刷、 再悬浮、作物的收割或被食草动物的食用而得 以清除，所有这些生物-物理清除过程可用单 一的清除常数表示。
影响农作物对土壤中核素吸收的因素
（1）核素的物理化学形态 （2）作物种类及核素在作物中的易位 （3）土壤的性质 （4）化学性质相似的稳定性元素 （5）肥料和化学添加剂 （6）螯合剂 （7）核素在土壤中的分布
放射性物质的陆地生物链转移
通过农作物的转移
灌溉造成的农作物污染
用被放射性核素污染的地面水或地下水灌溉农田会导 致农作物的污染，农田灌溉有多种方法，就我们南方 来说，一般种水稻常用漫灌的方法。这样的话，放射 性核素除了迁移到水稻中外，还将沉积在稻田中。
生物链过程中的迁移和浓集机制，这些机制比 非生物环境物质中的地球物理分散过程复杂得 多，而且具有明显的物理、化学及生物浓集作 用。
放射性物质的生物链转移
生物链转移的基本途径 水、空气、土壤等非生物环境物质中的放射性核素， 在一定条件下可进入植物组织中，这是其生物链转移 的第一个环节。陆生植物通过根部从土壤中的摄取及 对沉积在其地面以上组织(叶片)表面上的气载污染物 的吸收而蓄积放射性核素。水生植物则通过吸附、吸 收而从水中摄取放射性核素。植物通过根膜从土壤水 中吸收的放射性离子或分子，将在其组织间传输，最 终结合于某些特定部位，从而导致核素在植物组织中 的蓄积；此外，土壤中的放射性核素常粘附于植物根 系或仅进入其表面，实际上并未与植物组织结合。同 样，空气及水中的放射性核素沉积在植物叶片表面上 之后，也有一部分被吸收而结合于植物组织中，另一 部分也只是粘附在叶片表面。
放射性物质的水生物链转移
水生物对放射性物质的吸收机制
各类水生物摄入、吸收水中放射性核素的途径和机制 有很大的差异，这与水生物体的结构、生活习性、摄 食方式及水环境条件等诸多因素有关。
藻类是水中最常见的浮游植物，是水生态系统中的初 级生产者，处于水生物链的第一营养级。它们在摄入 矿物质、二氧化碳和水，合成有机生物物质的同时， 也能从水中摄取放射性物质。
放射性物质的生物链转移
影响放射性核素生物链转移及蓄积的因素 生态系统的特性
生态系统的特性对放射性核素的生物链转移起 着决定性作用。这些特性可从物理、化学和生 物三个角度加以说明。
放射性物质的生物链转移
放射性核素食入量的估算 公众因饮水及食用食物而摄入放射性核素的量 可按下式计算。
M g,a p,a f pCp fc
浮游植物对水中放射性物质的被动摄入是一种不消耗 其细胞代谢能的吸收机制，包括吸附、离子交换、扩 散 、穿透等方式。
水生动物从水中摄取放射性核素大致有摄食、饮水和 体表直接吸收等几种途径，各种途径的相对重要性因 其种类不同而异。
放射性物质的水生物链转
水生物对放射性物质的蓄积 水生物通过各种途径从水中摄取、吸收核素后， 核素将在其体内某些特定器官、组织中逐渐积 累，并在一定的条件下达到平衡。一般用浓集 因子(CF)来描述水生物对水中放射性核素蓄积 能力的大小。
放射性物质的生物链转移
放射性物质在生物体内的蓄积和平衡 放射性物质经由生物链向人体转移的过程中，会在生 物体内蓄积起来，生物体中核素的浓度逐渐增高，并 在一定条件下趋于平衡。 放射生态学中将一个生态系统划分为若干相互关联又 相互分离的结构实体，这些实体是一个完全均匀的体 系，它能受纳、输出和保持一定数量的放射性物质， 一般称为“隔室”。隔室既可以代表非生物环境物质， 也可以代表生物体，若干个隔室按一定的顺序组合起 来，可用于模拟某个实际的生态系统。
通过动物类食品的转移 陆生动物通过摄食牧草或其它植物饲料从环 境中摄入放射性物质，由此导致人所食用动物 类食品的放射性污染，是放射性物质通过生物 链向人体转移的另一重要途径。反之，动物对 放射性核素的摄入也在一定程度上影响核素在 生态系统中的转移和分布。
放射性物质的陆地生物链转移
通过动物类食品的转移 动物对放射性核素的摄入和滞留
放射性物质的陆地生物链转移
通过农作物的转移 农作物根部从土壤中的吸收
植物生长和再生产需要16种元素，除碳、氢、 氧由空气直接提供之外，其余13中元素由其根 系从土壤中吸收而得，因此，土壤是植物赖以 生长的基本物质条件。
一般情况下，放射性核素均以稳定同位素的阳
离子形态存在于土壤中，因此，植物根系从土 壤中吸收营养元素的同时，也能吸收其中的放 射性核素。农作物通过其根系对土壤中各种元 素吸收能力大小常以浓集系数CR表示：
通过农作物的转移 3H和14C造成的农作物污染 (1) 农作物中3H污染浓度的估算：
Cp,t 1103 0.750.5 / H 3.75102 / H
(2) 农作物中14C污染浓度的估算：
Cp,c Gn / 0.18 5.56Gn
放射性物质的陆地生物链转移
第七章
放射性物质通过生物链向 人的转移
人是生物圈中最高等的动物，处于生物链的终端，生 态系统中的能量传递和物质迁移过程，环境放射性水 平及其变化，都会不同程度上对人造成影响。
核设施向环境释放放射性流出物，其中的放射性核素 得以在环境中迁移和弥散，从而导致空气、水、土壤 等非生物环境物质的污染，可对人直接造成外照射。 此外，这些非生物环境物质中的放射性物质还会伴随 着生态系统内发生于植物-动物-人这一生物链中各种 复杂的过程而向人转移。放射性物质通过生物链向人 转移是环境放射性污染对人造成内照射最重要的途径。
作物可从灌溉水中直接吸收放射性核素而造成直接污 染，水中核素进入土壤后再被作物吸收则为间接污染。 土壤对水中核素的滞留取决于不同灌溉方式中土壤与 水的接触程度。散布式灌溉时，水中核素多被土壤吸 收，对作物造成间接污染，喷灌、滴灌及漫灌时，作 物的污染主要来自水的直接污染。
放射性物质的陆地生物链转移
农作物污染的途径
放射性物质的陆地生物链转移
农作物的放射性污染是公众通过食物链摄入放射性核 素而受到内照射的一个重要途径。气载流出物及再悬 浮物质的干、湿沉积等物理过程导致农作物的外表面 污染，在气载流出物连续释放的条件下，这是导致蔬 菜与牧草受短寿命核素污染的重要机制。
放射性物质的陆地生物链转移
放射性物质的生物链转移
影响放射性核素生物链转移及蓄积的因素 放射性核素的性质
(1) 半衰期 (2) 物理形态 (3) 化学性质
放射性物质的生物链转移
影响放射性核素生物链转移及蓄积的因素 生物的特性和行为
生物体的某些固有特性和行为特征对其吸收、 蓄积放射性核素的能力有很大的影响，同一环 境内同一生物群落中不同种类的生物，其体内 放射性核素的蓄积程度会有明显差别，其原因 在于不同种类的生物在形态、寿命、行为特征 及生理特征诸方面的差别。
根据动物每天消耗的饲料量及饲料中核素的比 活度，可由下式估算动物类食品中核素的污染 浓度：
CA FACF IF exp( tF )