咸水环境下沉积物中镭的解吸特点

袁晓婕, 郭占荣, 刘 洁, 马志勇, 王 博

厦门大学海洋与地球学院, 福建厦门 361105

咸水环境下沉积物中镭的解吸特点

袁晓婕, 郭占荣*, 刘 洁, 马志勇, 王 博

厦门大学海洋与地球学院, 福建厦门 361105

海底沉积物向上覆水体扩散的镭是海洋水体中镭同位素的重要来源之一。为了研究沉积物中镭同位素的解吸和扩散特点, 进行了不同盐度和不同粒度条件下224Ra和226Ra解吸的模拟实验, 并通过多个时间段的沉积物培养实验获取224Ra和226Ra的扩散通量。实验结果表明: 随着水体盐度增大, 沉积物中224Ra、226Ra的解吸量随之增加, 在盐度为 25时, 解吸量基本达到最大值; 在同一咸水环境条件下, 4个粒级(2000～1000 μm、1000～500 μm、500～250 μm、250～125 μm)的沉积物的224Ra、226Ra解吸量比较接近, 粒级＞2000 μm的224Ra、226Ra解吸量略高于上述4个粒级, 而粒级＜125 μm的224Ra、226Ra解吸量远大于上述5个粒级; 胶州湾沉积物中224Ra和226Ra的平均扩散通量分别为0.85 Bq · m-2· d-1和0.022 Bq · m-2· d-1。

沉积物; 镭同位素; 解吸; 扩散; 咸水环境

自然界中存在4种镭同位素, 即223Ra、224Ra、226Ra和228Ra, 其半衰期分别为 11.4 d、3.6 d、 1600 a和5.7 a。它们分别属于3个天然放射系,226Ra 是238U放射系核素,224Ra和228Ra是232Th放射系核素,223Ra是235U放射系核素。镭同位素可以用来示踪海底地下水排泄(SGD)和研究不同时空尺度的海洋学过程, 诸如涡动扩散、混合速率、滞留时间, 以及用来研究N、C、P等生源要素的生物地球化学界面过程和通量等(Moore, 2000; Moore et al., 2008; Charette et al., 2001; 郭占荣等, 2008)。在许多大型的国际合作研究计划中, 如海岸带陆海相互作用(LOICZ)、全球大洋环流实验(WOCE)、海洋断面地球化学研究(GEOSECS)等计划, 同位素示踪技术均发挥了独特且重要的作用, 其中镭同位素是最具有代表性和应用非常广泛的海洋地球化学示踪剂。……