《套用Pu同位素示蹤法研究土壤侵蝕》是依託南京大學，由潘少明擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：套用Pu同位素示蹤法研究土壤侵蝕
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：潘少明
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
環境中的Pu同位素與Cs-137來源相同，但半衰期更長，且更容易被土壤中的細顆粒物質吸附。隨著電感耦合電漿質譜技術（ICP-MS）以及加速器質譜技術（AMS）的發展及套用,Pu同位素的測量更高效、靈敏。因而Pu同位素成為可以替代Cs-137進行土壤侵蝕示蹤研究的理想元素，這一點已被國外一些課題組的研究證實。但國內關於土壤侵蝕示蹤研究尚未涉及套用Pu同位素法。本項目作為在國內套用Pu同位素示蹤研究土壤侵蝕的初步嘗試，擬選定已有一定研究基礎的遼東灣沿岸為研究區域，使用α能譜儀和電感耦合電漿質譜技術(ICP-MS)測量該區域土壤樣品中Pu同位素的活度，確定該區域土壤中Pu同位素的背景值及不同土地利用類型土壤剖面中Pu同位素的含量，建立土壤侵蝕模型，測算不同土地利用類型土壤的侵蝕速率，為該區域土壤侵蝕治理提供科學依據。
結題摘要
本項目作為在國內套用Pu同位素示蹤法研究土壤侵蝕的初步嘗試，系統研究了遼東灣沿岸土壤中鈽同位素的來源、鈽同位素在不同類型表層土壤中的空間分布、剖面土壤中的深度分布及遷移擴散行為，並通過比較239+240Pu法和137Cs法估算土壤侵蝕速率的結果，深入探討了239+240Pu作為土壤侵蝕示蹤元素的可行性。研究獲得如下結果：（1）採用AG 1-×4陰離子交換色譜與萃取色譜相結合的方法分離純化土壤中的鈽同位素準確可靠；（2）遼東灣沿岸土壤中240Pu/239Pu原子比值（0.178~0.201）及239+240Pu/137Cs放射性活度比值（~0.045，衰變校正至2009年9月1日）均與全球大氣沉降值相一致，研究區土壤中鈽同位素來源於全球大氣沉降，與137Cs同源；（3）表層土壤（0~5 cm）中239+240Pu比活度變化在0.023~0.938 mBq/g之間，土地利用方式及人類活動影響是造成不同類型表層土壤中239+240Pu活度濃度差異的主要原因；（4）239+240Pu比活度在非耕地土壤剖面中均隨土壤深度增加呈指數下降方式分布，在耕地剖面中則較均勻分布於耕作層30 cm或20 cm以內，與137Cs比活度在土壤中具有相似的空間和深度分布特徵，它們都主要以和土壤顆粒物細組分牢固結合的形式存在，逐級浸取法實驗結果表明鈽在土壤中主要與有機質、黏土礦物及鐵錳氧化物結合，在剖面土壤中的遷移能力很弱，有機質是影響鈽同位素在深層土壤中吸附和遷移行為的重要因素；（5）研究區土壤中239+240Pu和137Cs的背景值分別為88.4 Bq/m2和1688 Bq/m2，統計檢驗結果表明採用239+240Pu法和137Cs法估算的研究區土壤侵蝕速率結果無顯著差異，證明了239+240Pu與137Cs具有相同的土壤侵蝕示蹤功能。本項研究的開展對於推動土壤侵蝕核素示蹤技術的發展、拓寬土壤侵蝕核素示蹤研究領域的範圍、鞏固我國學者在同位素示蹤領域的學術地位具有重要的科學意義。同時研究的數據結果有利於完善我國鈽同位素數據信息，還為後續研究土壤中239+240Pu和137Cs的遷移行為、紅沿河核電站核安全評估及其他可能的核污染評估提供了比活度及240Pu/239Pu原子比值等基準數據。
