[科普中国]-海洋放射性污染

简介

人类活动产生的放射性物质进入海洋环境而造成的污染。海洋中的天然放射性核素,主要有40K、87Rb、14C、3H、Th、Ra、U等60余种，它们不是人为产生,不作为污染研究的范畴。

海洋环境中,核设施正常运行、核事故、核试验释放到海洋环境中的人工放射性核素种类繁多,特性各异2。主要有3H,14C,51Cr,54Mn,55Fe,59Fe,57CO,58Co,60Co,65Zn,85Sr,90Sr,95Zr,95Nb,110mAg,103Ru,106Ru,124Sb,125Sb,125I,129I,131I,134Cs,136Cs,137Cs,152Eu,235U,238U,239Pu,241Pu等。

污染来源1944年，美国汉福特原子能工厂通过哥伦比亚河把大量人工核素排入太平洋，从而开始了海洋的放射性污染。海洋的放射性污染主要来自3：

① 核武器在大气层和水下爆炸使大量放射性核素进入海洋。核爆炸所产生的裂变核素和诱生(中子活化)核素共有200多种，其中90Sr、137Cs、239Pu、55Fe以及54Mn、65Zn、95Zr-95Nb、106Ru、144Ce等最引人注意。据估算，到1970年为止，由于核爆炸注入海洋的3H为108居里,裂变核素约达(2～6)×108居里(其中90Sr约为8×106居里,137Cs为12×106居里)使整个海洋都受到污染。

② 核工厂向海洋排放低水平放射性废物。建在海边或河边的原子能工厂，包括核燃料后处理厂，核电站和军用核工厂在生产过程中，将低水平放射性废液直接或间接排入海中。最典型的例子是美国汉福特工厂和英国温茨凯尔核燃料后处理厂。前者1960年排入太平洋的放射性废物达36万居里，主要是51Cr、65Zn、239Np和32P，后者自 50年代初起，每天大约把 100万加仑含有137Cs、134Cs、90Sr、106Ru、Pu、241Am和3H等核素的放射性废水排入爱尔兰海,年排放总量近20万居里,该厂137Cs的排放总量逐年增加，1975年高达 141360居里，已成为爱尔兰海、北海和北大西洋局部水域的放射性主要污染源。核电站向水域排入的低水平放射性液体废物，其数量要比核燃料后处理厂少的多。据对32座加压水动力堆核电站1978年液体放射性废物的排放量调查，除3H外，大多数没有超过 1居里。但设在沿海的原子能工厂，由于定点向近海排废，所以对环境的污染问题应予重视。

③ 向海底投放放射性废物。美国、英国、日本、荷兰以及西欧其他一些国家从1946年起先后向太平洋和大西洋海底投放不锈钢桶包装的固化放射性废物，到1980年底为止，共投放约 100万居里。据调查，少数容器已出现渗漏现象，成为海洋的潜在放射性污染源。

④ 此外，核动力舰艇在海上航行也有少量放射性废物泄入海中。不测事故，如用同位素作辅助能源的航天器焚烧，核动力潜艇沉没，也是不可忽视的污染源。

污染转移放射性物质入海后，经过物理、化学、生物和地质等作用过程，改变其时、空分布。

海流是转移放射性物质的主要动力，风能影响放射性物质在海中的侧向运动。由于温跃层的存在，上混合层海水中的离子态核素难于向海底方向转移，只有通过水体的垂直运动，被颗粒吸着，与有机或无机物质凝聚、絮凝、或通过累积了核素的生物的排粪、蜕皮、产卵、垂直移动等途径才能较快地沉降于海洋的底部。沉积物对大多数核素有很强的吸着能力，其富集系数因沉积物的组成、粒径、环境条件有较大的差异，据室内试验，沉积物从海水中吸着核素的能力大致是：

45Ca