土壤中天然放射性物质检测.ppt

四川大学土壤中的放射性核素含量调查研究720所李小乐,土壤天然放射性水平的研究意义土壤天然放射性水平研究概况研究区域概况土壤天然放射性研究指标土壤中的各种放射性核素实验材料与方法土壤天然放射性核素水平土壤中的等效镭浓度土壤中的年有效剂量当量土壤利用的辐射影响天然放射性核素相关性分析土壤天然放射性核素水平实验,在人类生存的环境中，时刻都在接受着各种天然辐射源的照射，它们一部分来自于宇宙射线、土壤和建材中的天然放射性核素(U系、Th系和40K等)，即外照射源，而另外一部分来自于人类吸入空气中(主要来自空气中的Rn)和食入食物中的天然放射性核素，即内照射源。一般认为，放射性危害人体健康的最重要途径是吸入，其次是外照射和食入。近年来，随着全世界范围内原子能工业与核试验的迅速发展，放射性废水和废渣通过地表径流等进入土壤，从而造成土壤的放射性污染。土壤放射性污染是指人类活动排放的放射性污染物进入土壤，使土壤的放射性水平高于天然本底值或超过国家标准规定的剂量限值，给人类生存带来了严重威胁的现象。因此，土壤中天然放射性核素水平含量的调查是研究环境天然放射性水平的重要内容。,1896年法国科学家贝克勒尔发现了放射性核素铀，人类开始真正认识放射性物质，在随后几年中科学家又陆续发现了其他一些放射性核素。全世界范围内对环境放射性的研究大致经历过两个阶段，第一个阶段是从20世纪50年代开始一直到60年代末，第二个阶段从20世纪80年代初开始一直延续至今。二十世纪70年代末80年代初全世界范围内发生了数起核电站事故，例如1979年美国三哩岛核电站的一个反应堆62t的堆芯熔化，逸出放射线物质，导致20万人撤离:1983年1月美国俄克拉荷马州大雷核电站发生事故，核电站周围地区出现不同程度的放射性污染。1986年4月前苏联的乌克兰共和国切尔诺贝利Chemobyl)核电站第4号反应堆发生爆炸并引发大火，致使放射性尘降物进入空气中，27万人因切尔诺贝利核泄漏事故患上癌症，其中致死9.3万人。随着各国核电站的兴建，以及核电站发生事故现象的增多，人们对环境放射性研究的兴趣又开始逐渐增加。,在现代社会，核能己经成为世界上许多国家的主要能源之一，同时核技术和放射性同位素在国防、工业、农业、医疗、科研和医学等领域中的广泛应用，也不可避免地带来了副作用放射性污染，放射性这一“无形杀手”对生态环境所带来的核辐射影响也越来越被重视。因此，世界上发达国家对岩石和土壤中的天然放射性水平进行了大量的调查与评价，而且建立起了完善的监测系统。我国许多大中城市例如上海、大连、青岛、石家庄等以及台湾、香港等都不同程度地开展了这方面工作，并且建立了全国环境天然放射性水平数据库。目前，我国环境放射性水平还于研究阶段，还未出台与城市放射性评价相关的评价方法及标准。,土壤是人类活动和赖以生存的基础，是几乎与空气和水同样重要的基本的环境条件，但它通常不像空气和水那样容易迁移，其构成状况在一定的时间内是相对稳定的。因此调查土壤中天然放射性核素的含量水平和分布，对及时发现和准确评价环境放射性污染具有更为重要的现实意义。同时,调查土壤中天然放射性核素含量和天然辐射本底,可为评价核技术的应用、核动力的开发以及其他资源和技术(如煤电站、地热和磷酸盐矿等)的开发与利用对环境质量的影响提供对照基线,从而为制定国家能源政策提供参考依据,也为辐射环境研究提供背景值。,目前环境中的天然放射性核素主要有两类，第一类是宇生放射性核素(eosmogenie:adionuelides)，即通过外层空间宇宙线的作用而不断形成的放射性核素，大约有20多种。一类是陆生放射性核素(几rrestrialradionuelides)，即地球开始形成时就出现的放射性核素，这主要包括母体是238u的铀系，母体是235u的婀系以及母体是232Th的针系;而在陆生放射性核素中与人类关系最为密切的是40K和87Rb，这两个放射性核素在自然界的丰度比较稳定，半衰期较长，强度极弱，只有采用极灵敏的检测技术才能发现，表1一3为自然界中典型天然放射性核素的比活度。,放射性核素广泛存在于土壤、建筑材料、生活用水及燃煤等天然环境之中【20一23，而土壤作为环境中转移放射性污染物质的重要介质之一，研究土壤放射性污染对保护环境和人体健康具有重要的现实意义。有关土壤中天然放射性核素含量的调查资料，国外己有不少报道I24”27，例如Karakelle等“8以土耳其(Turkey)安纳托利亚(Anatolia)西部科贾埃利(Koeaeli)城市土壤为对象，研究了放射性核素3，es、2，su、40K、“26Ra以及2，ZTh的比活度;NageswaraRao等129研究了拉贾斯坦(Rajasthan)三个区土壤样品中4oK、226Ra和232Th的比活度，得出该区域的空气吸收剂量为6.7x105Gy爪，年有效剂量为8，Zxlosv;AI一Jundi等30研究了约旦首都安曼(Amman)到亚喀巴(Aqaba)高速公路旁土壤中天然放射性核素“38u、232Th和4OK的比活度，结果表明该地区土壤的年有效剂量当量为40一151Sv，平均值低于联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)所规定的全球范围内的放射性暴露水平;Hazama等川研究发现印度尼西亚境内“Lusl(Lumpu:mud一Sidoarjo)”泥火LlJ的土壤第1章绪言样品中放射性核素226Ra、井ZTh和“。K的比活度，并对其镭当量活动，外部和内部的风险指数，以及年有效剂量当量进行了评价，认为其在可接受的限度内。,近年来，国内学者对于不同环境介质中的天然性放射性核素进行了大量研究。王凌青等32)对宝鸡燃煤电厂周围土壤中天然放射性水平进行了调查研究，结果表明该区域A层土壤中“26Ra的平均比活度高于B层，而在距电厂Ikm处B层土壤中的232Th和4oK的平均比活度高于A层;贾晓丹等【33研究了宝鸡燃煤厂原煤及粉煤灰中的天然放射性核素水平，发现由原煤到底灰再到粉煤灰，其中的天然放射性核素水平表现为依次增大的趋势;王峰凌等34测量了渭河陕西不同段沉积物样品的天然放射性核素比活度，得出渭河陕西各段河流沉积物中天然放射性核素4OK、“26Ra和“32Th水平正常，认为使用该沉积物(河砂)作为建筑材料时，建材中放射性比活度不存在超标问题。卢新卫等工3习研究了西安市蜂窝煤中的天然放射性核素，认为室内氧的主要来源并不是燃烧蜂窝煤取暖所释放出的氧，且对居民的辐射危害不大。而西安城市路边土壤天然放射性核素含量未见报道，因此本文对西安城市路边土壤天然放射性核素水平进行了分析和研究，为改善城市的环境规划和保护提供科学依据。,环境放射性影响研究涉及以下几个概念:放射性(活度)比活度、放射性粒子的能量、吸收剂量、剂量当量、有效剂量当量(年有效剂量当量)等。,研究了土壤天然放射性核素4OK、226Ra和232Th的比活度及其影响因素，并计算了其吸收剂量和年有效剂量，分析了其作为建筑材料时对居民的辐射危害性，以期为改善西安城市环境质量状况和相关部门决策提供参考。通过低本底丫能谱仪测定了路边土壤天然放射性核素4OK、“26Ra和232Th的含量水平，计算了其空气吸收剂量和年有效剂量当量，分析了其对人体健康所产生的危害以及防治措施。,样品采集与处理,天然放射性核素的空间差异受内在和外在因素共同作用而决定，内在因素包括土壤形成过程中的成土母质、地形、地下水位以及形成土壤的类型等;外在因素主要是人类活动，如燃煤飞灰的积蓄、农业生产过程中所使用的肥料、农业耕作方法等。,四川省土壤类型有11种,其中主要是紫色土、黄壤、山地棕壤、山地草甸土、山地褐色土、红壤、冲积土、水稻土和沼泽土9种,还有山地灰化土和高山寒漠土,分布在高寒无人地区。下表是几种主要土壤中天然放射性核素的含量。,样品前处理：目的：在于缩小体积，减小重量，破坏有机成分，使待测核素转入溶液体系中，以便于分离操作。前处理过程中应确保待测核素不损失，尽可能地去除干扰组分，不引入新的干扰组分和杂质。土壤样品：须经风干，研磨过筛及恒温烘烤处理，并及时记录重量变化，以计算土壤的含水率。过筛烘干后的样品常采用浸取法提取其中