Natural Radioactivity and Background Values of Anthropogenic Radionuclides in Groundwater around the Leningrad NPP Area

Doklady Earth Sciences - The natural radioactivity and background content of anthropogenic radionuclides in groundwater near the Leningrad NPP were studied based on the results of monitoring...     

Results of Marine Radioecological Study of Fjords of Western Spitsbergen

The patterns of the distribution of technogenic radionuclides ¹³⁷Cs and ⁹⁰Sr in the water mass and bottom deposits of three fjords of Western Spitsbergen (Isfjorden and its arms Grønfjorden and Billefjorden) were studied. The hydrological processes affecting migration of radionuclides in these water bodies were described. It was shown that the ice sheet of the archipelago that accumulates atmospheric precipitation is a source of radioactive contamination of the marine environment of the coast. Technogenic isotopes were accumulated during nuclear weapon testing in the second half of the twentieth century. The current climatic changes strengthen the role of glaciers in the contamination of arctic seas. It was noted that extrema of the ¹³⁷Cs and ⁹⁰Sr specific activity is mainly concentrated in the areas of glacier runoff discharge.

     

川东地区石炭系碳酸盐岩碳、氧、锶同位素特征及其成因分析

利用微量元素和碳、氧同位素特征对样品有效性作出了检验.在证明样品未受明显蚀变的前提下对川东地区石炭系碳酸盐岩碳、氧、锶同位素进行了分析.在层序地层格架中对比不同体系域、不同岩性的碳、氧同位素特征,87Sr/86Sr比值特征,Z值与古温度特征,分析了碳酸盐岩的成岩环境.低位体系域以膏盐湖及萨巴哈环境为主,炎热干旱,陆源淡...     

负热电离质谱法测试硼同位素与大气pCO2的重建

海洋有孔虫的硼同位素能够反映海水酸碱度值的变化,为研究大气CO₂浓度在长时间尺度上的变化提供了一种新的手段,甚至可能超出冰芯所能企及的范围。天然样品中硼同位素的测定方法最为常用的是热电离质谱法,分为正热电离质谱法与负热电离质谱法。目前海洋有孔虫硼同位素分析主要应用负热电离质谱法,该方法最大的优点是所需要的样品量比较小（＜1ng B),实验精度却相对比较高(0.6‰～2.0‰;  2sd.)。近年来,基于常规负热电离质谱法发展的全蒸发负热电离质谱法通过分析完所有样品而有效降低分析过程中所发生的分馏效应所带来的影响,并使样品的信号最大化,该方法精度能够达到0.7‰(2s.d.)。本文详细介绍了常规负热电离质谱法和全蒸发负热电离质谱法的各个分析步骤,包括样品前处理、涂样、质谱分析、同质异位素干扰以及实验分析精度等方面。随着实验分析技术的进展,海洋有孔虫硼同位素已被用来重建长时间尺度(百万年和千万年)和短时间尺度(冰期-间冰期)的大气CO₂浓度变化。现有的研究证实利用海洋浮游有孔虫硼同位素重建的大气CO₂浓度变化与Vostok冰芯记录的大气CO₂浓度变化吻合地很好。     

全球冰川径流中硅的研究进展

硅(Si)是硅藻等海洋生物必需的营养元素,在海洋生态系统和碳循环方面扮演着重要角色.在全球变暖背景下,冰川加速消融,融水径流量快速增加,流域硅酸盐风化作用逐渐增强,导致大量Si元素随着融水释放出来并进入下游,很可能影响陆地与海洋生态系统生产力、碳循环并反馈气候变化.当前与冰川消融有关的Si释放及其影响研究已成为国际热点...     

Migration of transuranic elements in groundwater from the near-surface radioactive waste site

Field experiments and laboratory studies were performed to investigate migration processes of plutonium isotopes from a near-surface radioactive waste trench to the underlying sandy aquifer at the Red Forest waste dump in the Chernobyl zone. The objectives of these experiments were to characterize the spatial distribution and possible migration mechanisms of plutonium in the aquifer. During 2002–2007 experimental investigations were carried out and spatial distributions of plutonium isotopes (^239,240Pu, ²³⁸Pu), ⁹⁰Sr and major ions in the aquifer in the direction of the groundwater flow were obtained. Specific activities of radionuclides in groundwater depended on the location of the piezometer and varied in the range of 1–360 mBq kg⁻¹ for ^239,240Pu, 0.5–180 mBq kg⁻¹ for ²³⁸Pu and n–n·10⁴ Bq kg⁻¹ for ⁹⁰Sr. It was found that the spatial features of the distributions of plutonium and strontium specific activities in the upper eolian aquifer were similar, i.e. there was a correlation between the positions of the activity maxima of the radionuclides. The Pu isotopes plume in the aquifer spreads about 15 m downstream of the radionuclides source. Characterization of the initial radionuclide composition of the waste showed that all plutonium in the aquifer originated from the trench. The ratio of plutonium isotopes (^239,240Pu/²³⁸Pu) at the sampling time was the same in waste material and in groundwater samples. In situ ultrafiltration of several groundwater samples was carried out. The size fractionation data obtained suggest that a significant part of plutonium (50–98%) in the groundwater sampled close to the source from the upper part of the aquifer is associated with a very low molecular weight fraction (<1 kDa).     

2000-2013年浑善达克沙地植被净初级生产力变化研究

利用卫星遥感资料和地面气象观测资料,基于CASA模型及其他数理方法估算了浑善达克沙地2000-2013年生长季（4-10月）植被净初级生产力（NPP）,并对其时空变化特征进行了分析,讨论了气候因子和人类活动对植被净初级生产力的影响。结果表明： 14年间,研究区生长季的植被净初级生产力呈波动中增加趋势,多年平均NPP为239.8 gC·m^-2·a^-1。整个研究区表现为高NPP值（大于150 gC·m^-2·a^-1）的植被面积在增加,低NPP值（小于150 gC·m^-2·a^-1）的植被面积在减少。在空间分布上,研究区的北部、中部和南部边缘区域的植被NPP增加趋势较明显,而东部和西部部分区域未发生明显的趋势性变化。总体而言,研究区植被净初级生产力变化趋势与降水量的关系更密切,其相关系数达到0.86,是驱动植被NPP年际波动的最直接因素。而与温度呈负相关,相关系数为-0.42。综合考虑气候因素和人类活动对沙地NPP的影响发现,温度降低、种饲料面积、年末牲畜存栏头数和羊的数量的减少是NPP值提高的关键因素。     

孔隙水中NH_4~+和HPO_4~(2-)浓度异常:一种潜在的天然气水合物地球化学勘查新指标

在海洋天然气水合物的勘查与研究中地球化学方法发挥了重大作用。利用海洋沉积物孔隙水中各种离子含量和同位素异常可以有效示踪天然气水合物的存在, 其中Cl-浓度异常、SO42-浓度梯度和氧同位素组成异常已成为指示天然气水合物存在的灵敏示踪剂。通过对比有和没有天然气水合物存在的海域浅表层沉积物中孔隙水的NH4+和HPO42-含量, 发现有天然气水合物区的孔隙水中NH4+和HPO42-浓度明显偏高, 且存在与SO42-类似的浓度梯度曲线, 认为孔隙水中NH4+和HPO42-浓度异常有可能成为一种新的地球化学示踪剂, 指示天然气水合物的存在; 探讨了引起孔隙水中NH +和HPO 2-浓度异常的可能机理及精确测定这些离子含量的方法。     

镉稳定同位素研究进展

Cd具有挥发性和亲硫性,在海洋环境中Cd为微量营养元素,而在生态环境及农业土壤环境中Cd为有毒元素.因此,镉同位素被应用于海洋科学、地球科学、环境科学及农业科学研究,并展现出巨大的应用潜力.本文总结了近年来富含有机质的环境样品、植物样品和生物样品的消解方法,以及Cd分离纯化及双稀释剂校正方法的研究进展.采用微波、高压灰...     

Comparative analysis of radioactive cesium wash-off from contaminated catchment areas after accidents at the Fukushima Dai-ichi and Chernobyl nuclear power plants

The paper presents quantitative data on radiocesium wash-off (dissolved and particulate) from catchment areas after the accident at the Fukushima-1 nuclear power plant. The evaluations are conducted based on published data on radiocesium monitoring in streams in the accident zone and monitoring at standard USLE plots. The characteristics of radiocesium wash-off and its distribution coefficient in riverine waters and surface runoff are analyzed by comparing data obtained on the territories of the Fukushima and Chernobyl accidents within a few years after the accidents. The normalized radiocesium wash-off coefficients in solution for the Fukushima river catchment area are one to two orders of magnitude lower than the analogous values for the Chernobyl catchment area. The normalized wash-off coefficients of radiocesium on particulate matter in the Fukushima and Chernobyl catchment areas are comparable. However, at least twice higher mean annual precipitation and steeper slopes in the Fukushima catchment area result in a higher annual wash-off coefficient than that of the Chernobyl area. It is demonstrated that characteristics of radiocesium wash-off obtained at USLE plots can be utilized to evaluate the scales of natural catchment areas.     

塔里木盆地西部古盐岩同位素地球化学与成钾预测研究

我国钾盐资源紧缺，寻找优质大型钾盐矿床一直是国家资源普查的重要目标这一。塔里木盆地在其地史发展过程中，曾与广海相通，多期海水的侵入和间断，以及适宜的构造、古地里环境具备成钾的基本地质条件，因此一直被列为我国寻找古钾矿的重点地区。为了更准备地判断其成盐的海陆相特征，即成盐物质的主要来源，以及岩盐沉积之前的古卤水蒸发浓缩阶段，预测更有前景的成钾远景区，论文选择了蒸发岩沉积序列中的石膏及石盐矿物，分别分析了其硫同位素及氯同位素分布特征。结果表明，非还原环境下沉积的石膏硫同位素可以准确判断盐岩沉积的海相、陆相和海陆交互沉积特征，氯同位素可以判断岩盐的沉积阶段。应用这两个同位素新指标分析，塔里木盆地西部喀什次级构造凹陷晚白垩世盐岩沉积接近海相沉积类型，而且岩盐沉积阶段较晚，是一最有利成钾远景区。     

青岛市地表伽玛辐射特征及环境影响评价

对青岛市1 500 km 2范围内大密度土壤放射性核素和地表γ 辐射测量,系统深入研究了其放射性特征、分布规律及其影响因素。结果表明,青岛市土壤中核素232 Th 和40 K 的放射性比活度偏高,而238U 偏低。地表γ 辐射剂量率( 平均值91. 87 nGy /h) 略高于全国和世界平均值。研究发现,地表 93. 14%的γ 辐射来自地面放射性核素238U、232 Th 和40K 的γ 辐射,其中232 Th 和40K 的贡献占81. 21%,是主要的贡献者。地质背景决定地面γ 辐射剂量率值,燕山期各类花岗岩是导致青岛市区-王哥庄一带γ 辐射剂量率偏高的主要原因; 同时环境因素( 路面材料、地貌景观) 对其剂量率也存在一定影响。虽然研究区的γ 辐射剂量率较高,但其年有效剂量( 0. 56 mSv) 低于公众照射年剂量当量限值 ( 1. 0 mSv) ,人居环境基本不受影响。     

霸县凹陷牛驼镇凸起潜山内幕古流体和现今流体特征研究

霸县凹陷牛驼镇凸起潜山内幕储层发育且勘探程度低,通过牛驼镇凸起潜山内幕方解石脉体及围岩的岩石学、同位素、包裹体等特征的研究,分析了古流体来源、期次和演化特征,再结合现今地层水特征,总结了流体活动对油气成藏的影响。研究结果表明：研究区发育3种类型方解石脉体(Cal1、Cal2和Cal3),其中加里东运动早期形成的Cal1型脉体与围岩同位素特征相似,认为流体来源于海相围岩。加里东运动晚期形成的Cal2型脉体可分为2期,其中裂缝边部的早期脉体Cal2 1与围岩同位素特征也相似,流体也来源于围岩;位于中心的晚期脉体Cal2 2相对围岩具有δ13C相似、δ18O亏损和87Sr/86Sr富集的特征,流体包裹体具有较低均一温度(<50 ℃)和盐度(13wt%～35wt%NaCl),认为流体来源于大气水和围岩的混合。喜马拉雅运动Es3-Es4期形成的Cal3型脉体相对围岩具有δ13C和δ18O亏损、87Sr/86Sr富集的特征,流体包裹体具有高均一温度(142～210 ℃),认为流体来源于岩浆活动。这些特征表明研究区存在3次流体活动,流体分别来源于海相围岩、大气水和岩浆活动,没有烃类流体活动的证据。研究区现今地层水具有低矿化度(2～3 g/L)、高钠氯系数(1～12)的特征,与邻近霸县生油洼槽的古近系地层水有很大差异,说明油气的保存条件及其与霸县洼槽水动力联系均较差。综合古流体和现今流体特征,认为研究区潜山内幕的流体活动特征不利于油气的成藏。     

北部湾涠洲岛海域沉积物中物质来源解析

沉积物的物质来源问题是海洋沉积学所关注的关键问题。以北部湾涠洲岛海域的沉积柱样为例,在过剩210Pb法构建良好的年代框架基础上,利用元素、稳定同位素、放射性核素多种方法,解析沉积物中有机物和无机物的来源问题。结果显示:基于δ13C指标获得的沉积物中海源和陆源有机物的平均贡献比例分别为95.0%和5.0%;基于Al、Cu、40K、226Ra多种代用指标的端元混合模型计算沉积物中生物成因和碎屑成因的无机物平均贡献比例分别为64.1%和35.9%;而沉积物中Pb分布无法满足端元混合模型的结果,说明存在人类活动的可能影响。进一步构建沉积柱样中基于δ13C的陆源有机物和基于40K的生源无机物的贡献比例的年代变化趋势,发现该变化趋势与人类活动和气候变化（厄尔尼诺现象）密切相关。总之,利用元素、稳定同位素、放射性核素多种方法综合解析沉积物中物质来源问题,尝试探索多种物源识别的代用指标,为北部湾涠洲岛海域的生态环境管理提供一定的科学依据。     

滇中荒田铅锌矿床Rb-Sr同位素年代学与C-O-S-Pb同位素地球化学特征

滇中荒田铅锌矿床赋存于下二叠统碳酸盐岩与上二叠统峨眉山玄武岩接触界面上,矿体主要呈似层状、透镜状产出。矿石矿物组合以闪锌矿、方铅矿为主,脉石矿物以石英、方解石、白云石为主。热液方解石C、O同位素组成表明荒田铅锌矿床成矿流体中CO_2的碳具有多元性,主要来源于幔源与海相碳酸盐岩的混合碳;硫化物硫同位素组成表明荒田铅锌矿床硫以岩浆硫为主,可能混有其他硫源(可能包括地层硫酸盐),铅同位素表明赋矿围岩、玄武岩和燕山期花岗岩均有可能为成矿提供了成矿物质,是多源混合后的产物;闪锌矿Rb-Sr同位素等时线年龄为(83.2±3.4)Ma,指示荒田铅锌矿床形成于晚燕山期,荒田铅锌矿床成矿动力学背景可能与右江褶皱带在中生代末期发生了大规模的岩石圈伸展有关。而晚二叠世海相喷发火山岩对矿区铅锌矿床的形成起了重要的盖层、赋矿层及矿化作用。综上,荒田铅锌矿床成矿流体中的不同组分来源不同,矿床类型为沉积-改造型矿床。     

海洋环境中的锇同位素研究现状

由于锇同位素示踪和定年具有较高的灵敏度，能提供其它同位素无法给出的重要信息，在海洋环境中应用具有独特的优越性，因此锇同位素在海洋环境中的的研究和应用引起了人们的广泛关注。近年来，国内外学者对海洋环境中的锇同位素研究取得了较大的成果，主要体现在以下几个方面：①对富钴结壳、海底铁锰结核、富有机质沉积物、富金属碳酸盐和深海远洋粘土中的锇同位素组成进行了较多研究；②对海水中锇的浓度、滞留时间，以及现代海水的锇同位素组成进行了精确测定；③初步建立了过去80Ma以来海水锇同位素组成的演化曲线；④对深海橄榄岩、大洋玄武岩、俯冲带岩石和大洋中脊喷出的热液流体的锇同位素组成进行了研究；⑤探讨了海洋环境中影响海水锇同位素组成变化的制约因素，初步揭示了海洋环境中的锇同位素组成对古海洋、古气候和古地理的指示意义。较系统地总结近年来锇同位素在海洋环境中的研究现状，对于指导以后的研究工作有着重要的意义。     

Simulation investigations of industrial waste migration in heterogeneously layered medium

A model of the mutual influence of macro- and micro salt diffusion upon migration of model industrial wastes in heterogeneously layered medium (sandy and clayey rocks alternation) is developed. We found that micro salt diffusion into blocks will be minimal, if it occurs under natural conditions. In the case of mutual diffusion and sorption of isotopes as one chemical agent, clayey blocks “shut” due to micro salt diffusion, and radionuclides do not penetrate into them.     

1959-2008长江源被净初级生产力对气候变化的响应

基于长江源区1959-2008年月平均气温、最高气温、最低气温、相对湿度、降水量、风速和日照时数等气候要素资料,应用修订的Thornthwaite Memorial模型计算了50a被净初级生产力,分析其年际和年代际变化特征及其对气候变化的响应.结果表明：1959-2008年间,研究区年NPP变化呈显著上升趋势,NPP变...     

西天山南段柳树沟地区海相火山岩型铜矿床控矿条件及成因

柳树沟地区铜矿主要为裂隙式铜矿,铜矿体和铜矿化体严格限定于柳树沟-夏尔萨拉火山岩带内,受控于多级断裂构造.铜矿化地表分布范围广,矿化分散.通过火山岩、不同级别断裂构造及火山构造系统的研究,结合火山岩本身特征、矿石矿物特征以及铜矿石石英脉流体包裹体特征,提出了柳树沟铜矿的矿床类型为海相火山岩型铜矿床,并指出了找矿方向.     

黔西滇东地区二叠纪-三叠纪之交有机碳同位素和生物地层对比

二叠纪-三叠纪之交海、陆相地层对比研究对陆相二叠系-三叠系界线的定义以及全面认识该全球性重大生物与环境突变事件具有重要意义,是当前国际古生物学与地层学研究的重点和难点.选择贵州六盘水仲河二叠系-三叠系界线剖面为研究对象,系统研究了该剖面的化石面貌和有机碳同位素演变特征.结合黔西滇东地区二叠纪-三叠纪之交良好的陆相、海陆过渡相和浅海碎屑岩相地层记录,初步搭建了海、陆相生物地层与有机碳同位素地层对比框架.值得关注的是,综合已有研究的陆相和海陆过渡相剖面植物有机碳同位素和海相剖面无机碳同位素数据,发现均存在相同的碳同位素演变特征,且与生物地层对比方案一致.据此,认为高分辨率的有机碳同位素化学地层是实现海-陆相地层对比的有效手段之一.