放射性污染物ppt课件

1、第六章土壤中放射性物质与土壤环境质量放射性污染 放射性污染：是指由于人类活动呵斥物料、人体、场所、环境介质外表或者内部出现超越国家规范的放射性物质或者射线。 天然放射性元素中，一个放射核经常放射出粒子或粒子，而射线往往是伴随粒子或粒子射出的。环境中放射性核素的危害 在生物循环中对动物和人体有要挟的主要是长寿命的90Sr和Cs两种放射性核素，它们的半衰期分别为28年和30年， 90Sr衰变时发出射线，而Cs 在衰变时那么发射的是射线。 90Sr与生物必需元素钙处于同一族，产生危害的主要缘由有：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%、化学性质与钙类似，容易参与生

2、物循环、进入动物和人体后，积聚在骨骼中，其射线可以对生物体产生严重的损伤作用 Cs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类似，所以落在土壤、水体、植物上的Cs可以和钾一同参与生物循环，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。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实验及放射性同位素的运用 1 核实验 分为大气层核实验和地下核实验两种。 大气层核实验产生的放射性落下灰是迄今土壤环境

3、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：较小的粒子那么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。沉降时间普通在爆炸后20d-30d，在爆心的同一纬度附近呵斥带状污染。(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，然后再前往地面，呵斥世界范围的沉降，平均需0.5a-3a年。我国第一颗原子弹 第一次氢弹实验胜利 前苏联第一颗原子弹 2、核武器制造、核能消费和核事故 军事放射性物质消费和核武器制造能够

4、导致放射性核素的常规和事故释放，呵斥局地和区域性环境污染。 核能消费涉及整个核燃料循环，其中包括的主要环节有铀矿开采和水冶、235U的浓缩、燃料元件制造、核反响堆发电、乏燃料储存或后处置及放射性废物的储存和处置，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响堆事故、军用核设备、核武器运输、卫星重返和辐射源丧失等。这些消费过程和核事故都有能够释放放射性污染物质，成为重要污染源。两次严重人为核事故： 1979年美国三里岛核电站二回路缺点，呵斥失水，无法导出余热，部分燃料棒熔化、破损，放射性走漏，但对环境影响不大。 1986年切尔诺贝利核电站严重事故，也是人为呵斥的。停堆进展电

5、机性能实验，切断平安维护系统，将堆内大部分控制棒迅速拔出，剩下8根时，反响堆功率失控，被切断的平安维护系统无法动作，引起爆炸与熄灭，堆芯熔化，放射性严重走漏，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。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南部北部牛奶（Bq/L）蔬菜（Bg/kg）牛奶（Bq/L）蔬菜（Bg/kg）131I50100400200134Cs410400100137Cs25200503、放射性同位素的消费和运用 放射性同位索的消费及其在工业、医疗、教学、研讨等日益广泛的运用和相关的废物处置，也会对公众呵斥一定剂量的

6、照射。4、矿物的开采、冶炼和运用 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、冶炼和运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。影响放射性物质在土壤环境中的积累和迁移的要素1、气候与地形 年降雨量是影响土壤放射性污染的重要要素，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程度有影响，在山坡地域，污染程度较高的表层土壤流失严重，土壤中核

7、素的污染程度远比平原地域低。2、放射性核素的形状和性质 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状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，其在土壤中的迁移才干较小；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，植物的吸收才干也不同。 普通情况下，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，也愈易于溶解。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才干有明显的差别。例如，中国东北地域的土壤对90Sr的吸附才干依次为：黑土粘粒白浆土粘粒暗棕色森林土粘粒。土壤颗

8、粒粒径愈小，其有效比外表积愈大，吸附才干也愈强。 土壤中的粘土矿物是土壤吸附或固定Cs的主要缘由，但土壤中的有机质对Cs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Cs的主要缘由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，能添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经过食物链对人类和动物呵斥的危害，另一方面可为， Cs作为土壤侵蚀和堆积示踪剂提供实际根据。 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响都有明显的影响，从而影响到

9、土壤对核素的吸附。土壤的pH值普通为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才干。例如，60Co在酸性条件下以Co2+离子形状存在于土壤中，极易被吸附，但中性条件下即发生水解反响，生成Co0H+和Co(0H)2，吸附才干明显下降。 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响，从而影响土壤对核素的吸附才干。 土壤中含有的多种常量及微量元素，可构成放射性核素的天然载体，对其在土壤颗粒外表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90S

10、r的吸附，在有机质含量高的土壤中，这一作用尤为明显，其缘由是有机质能优先吸附Ca2+ 。 4、植物种类 不同种的植物对土壤中放射性核素的吸收才干是不同的。例如，豆科植物对90Sr的吸收才干比禾本科植物强，但蓼科和葫芦科植物对90Sr的吸收才干比豆科植物强得多；植物和谷类对Cs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。 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。 Cs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

11、器官中的分布也不同，例如，Cs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添加。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)、六氯铁酸盐的运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。 研讨施用石灰、褐煤和钾肥等对减少Cs在水稻植株中积累的影响。结果阐明，施用相当干土壤阳离子代换量1/20的钾盐，使水稻对Cs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茬水稻实验中(Cs污染后57d)施钾盐处置组水稻中Cs的积累比对照组减少76

12、以上，分析结果阐明，施用钾盐后，土壤中代换性Cs的含量比对照组低得多，差别非常显著。99以上的Cs被土壤固定，难以被水稻吸收。本实验的两组施用量相比，低量组比高量组效果更好。放射性污染土壤的管理 1、土壤改良剂：经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07.324.96307.0427.0103.692.008.4119.1 施用石灰可以提高土壤中pH和添加钙离子浓度，从而改动土壤溶液的化学组成。有研讨阐明：施用石灰可以降低菠菜和绿豆对锶和铯的吸收。 2

13、、化学肥料：主要是经过改动土壤溶液固-液相交换和植物吸收过程来影响植物对核素的吸收。 灰化土土壤中，钾肥施用可使植物对铯的吸收降低3-4倍 。 3、菌根：土壤中微生物对环境中放射性核素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周收获地上部分累积（Bq/植物）生物浓度比地上部分累积（Bq/植物）生物浓度比NM6915.95485.9G.mosseae137717.3100113.2G.intraradices175116.67959.5生物浓度比（Bq/g植物组织）/（ Bq/g土壤）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，土壤颗粒在植物体外表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，沉降在植物外表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 沉降在植物外表的放射性核素也可以经过雨水和风的作用、植物生长稀释作用、组织衰老、叶片凋落或动物吞食而降低，这些过程称为植物外表放射性核素的风化作用。 风化作用和放射性核素衰变决议了植物外表放射性核素的实践消逝量。实践消逝量的动态规律已被广泛用来研讨核事故发生时的放射性污染与评价，动态规律用如下方程来表达 式中At为时间t 时，植物