辽东湾和山东半岛沿岸表层海水~(137)Cs与~(239+240)Pu的分布特征及示踪研究

【摘要】：海洋中的人为放射核素137Cs主要由大气核试验和核事故产生,大气核试验以及美国太平洋核试验场的输入则是海洋中Pu的主要来源,海洋中137Cs和239+240Pu得到广泛探讨,常被用来评估海洋污染状况和示踪海洋过程。渤海作为中国内海,目前关于水体中137Cs只有零星的报道,而对水体239+240Pu的活度更是未见有研究涉及,所以渤海放射性核素137Cs与Pu的研究还存在很大空白。因此本研究以辽东湾和山东半岛沿岸海域为研究对象,采集表层海水样品,测量137Cs和239+240Pu比活度,研究表层海水137Cs和Pu的分布特征,并运用240Pu/239Pu原子比值甄别Pu的污染源,根据239+240Pu/137Cs的比值了解海水中137Cs和239+240Pu化学行为的异同,对137Cs和239+240Pu与水团的关系进行探讨。对辽东湾和山东半岛沿岸海域表层海水人为放射性核素的研究,可以为海洋放射性污染评估提供重要信息,同时也可以作为示踪水团运动的基础数据。此外,经过统计中国其他边缘海域表层海水137Cs,239+240Pu和240Pu/239Pu的比活度数据,将辽东湾和山东半岛沿岸海域与其他边缘海域进行空间分布和时间变化上的对比研究,讨论研究区与其他边缘海137Cs与239+240Pu化学行为的不同,并系统分析附近海域Pu的来源。主要研究结论如下:(1)辽东湾表层海水137Cs平均比活度稍高于山东半岛137Cs平均比活度,可能受沿岸流季节变化和辽河流域输入的影响;辽东湾表层海水239+240Pu活度与山东半岛239+240Pu平均比活度差异不大。(2)辽东湾和山东半岛沿岸海域表层海水Pu的来源不尽相同。辽东湾西海岸(L3)表层海水240Pu/239Pu同位素比值为0.182±0.023,可能未受到来自PPG的影响;辽河口(L2)Pu主要来自流域输入;大连及山东半岛沿岸(L3)240Pu/239Pu比值为0.225±0.027,来自PPG和大气沉降的混合输入,采用端元模型计算PPG来源的Pu占据40.1%。(3)239+240Pu/137Cs比值示踪海水放射性核素的来源比较困难,因为239+240Pu易受水体中颗粒物质清除作用的影响,同时137Cs也不适用于示踪较为封闭海域的水团运动。(4)辽东湾和山东半岛沿岸海域表层海水137Cs与239+240pPu比活度均小于附近的黄海和东海。表层137Cs海水析出速率为0.048,大于黄海、东海和南海,与渤海水体较浑浊,悬浮颗粒物较多有关。