地球環(huán)境研究所利用碘-129揭示我國南海北部放射性污染物傳輸擴散機制

隨著沿海核電快速發(fā)展及周邊核活動頻繁，我國海洋放射性污染態(tài)勢日益嚴峻。南海北部沿岸核電站密集、人口眾多，且珠三角為重要經(jīng)濟中心，亟需開展相關放射性核素在邊緣海中的分布規(guī)律和傳輸機制研究。目前該區(qū)域針對水溶性放射性核素的系統(tǒng)研究和定量評估仍較為缺乏。長半衰期的碘-129（129I）因其高水溶性和親生物性成為研究放射性污染物遷移和轉(zhuǎn)化機制的理想示蹤劑。

中國科學院地球環(huán)境研究所侯小琳研究員團隊系統(tǒng)采集了南海北部海水樣品，使用團隊建立的超微量129I和127I分析技術，分析獲得了碘同位素的水平和分布，揭示了該核素的分布特征與遷移擴散規(guī)律。研究表明，珠江河口區(qū)129I/127I原子比值高于開闊海域一個數(shù)量級。在季風與浮力效應影響下，表層129I水團在河口陸架區(qū)呈羽狀分布，高濃度主要集中在表層10米以內(nèi)，次表層濃度與開闊海域相近(圖1)。南海北部開闊海域129I垂向分布呈現(xiàn)從表層至次表層逐漸升高，在混合層底達到峰值后隨深度增加迅速降低的特征。1500米以深水體中129I濃度接近核前水平。通過定量估算水柱中129I儲量，解析了不同輸入途徑的貢獻：大氣沉降受緯度影響貢獻較小；河流輸入主要影響河口100公里內(nèi)海域；洋流輸送是主要輸入方式，占比高達97%(圖2)。

該研究揭示了陸源輸入放射性核素在南海北部的分布特征與驅(qū)動機制，并首次對南海北部海域放射性核素129I的傳輸方式進行了定量評估。研究成果將對邊緣海事故工況下核污染的擴散路徑和影響范圍預測及環(huán)境輻射安全評估提供科學支撐。

上述成果近期發(fā)表于《中國科學：地球科學》中英文版2025年第9期。碩士生侯錦校為第一作者，侯小琳研究員為通訊作者。該研究得到國家自然科學基金重點項目(22341603)、中國科學院重點部署項目(ZDBS-SSW-DQC003)、中國科學院國際合作項目(132B61ZYLH20230013)和陜西省自然科學基礎研究計劃項目(2024JC-YBQN-0308)資助。

圖1 南海北部海域海水129I/127I原子比值與鹽度關系

圖2 南海北部海域水體中129I的輸入方式及其貢獻量

中文版:

侯錦校, 王妍蕓, 劉佳林, 劉起, 侯小琳. 2025. 中國南海北部放射性129I的來源、傳輸和擴散. 中國科學: 地球科學, 55(9): 3040–3050

https://www.sciengine.com/SSTe/doi/10.1360/SSTe-2025-0018

英文版:

Hou J, Wang Y, Liu J, Liu Q, Hou X. 2025. Sources, transport, and migration of 129I in the northern South China Sea. Science China Earth Sciences, 68(9): 2913–2923, https://doi.org/10.1007/s11430-025-1639-1

https://www.sciengine.com/doi/10.1007/s11430-025-1639-1