2016—2020年云南土壤放射性水平及其变化趋势分析.pdf
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1、第 39 卷第 5 期2023 年 10 月中国环境监测Environmental Monitoring in ChinaVol.39No.5Oct.202320162020 年云南土壤放射性水平及其变化趋势分析李进柱,喻亦林,杨文栋,闫俊丞云南省辐射环境监督站,云南 昆明 650034摘要:根据 20112020 年云南辐射环境质量土壤国省控点238U、232Th、226Ra、40K、137Cs、90Sr 的监测结果,给出云南环境土壤放射性水平,得出云南环境土壤放射性水平总体平稳;云南环境土壤国省控点238U、232Th、226Ra、40K 的监测结果与云南省环境天然放射性水平调查结果相近,
2、与云南土壤238U、232Th、226Ra、40K 分布趋势基本吻合;云南土壤238U、232Th、226Ra活度浓度略低于全国平均水平;由于大气迁移、沉降作用,早期核试验、核事故释放的核素137Cs、90Sr 在云南环境土壤均有不同程度的检出。云南属伴生放射性矿产资源大省,滇西南某地受伴生放射性矿产采选冶影响,局部区域地表土壤放射性水平出现不同程度增高。关键词:云南;土壤;放射性;监测分析中图分类号:X825文献标志码:A文章编号:1002-6002(2023)05-0193-13DOI:10.19316/j.issn.1002-6002.2023.05.20Analysis of Soil
3、 Radioactivity Level and Its Change Trend in Yunnan Province from 2016 to 2020LI Jinzhu,YU Yilin,YANG Wendong,YAN JunchengYunnan Supervision Station of Radioactive Environment,Kunming 650034,ChinaAbstract:Based on the monitoring results of 238U,232Th,226Ra,40K,137Cs and 90Sr in the national and prov
4、incial control points of radiation environmental quality in Yunnan Province from 2011 to 2020,the level of Yunnans soil environmental radioactivity was given,and the results showed that the level of soil environmental radioactivity in Yunnan Province was generally stable.The monitoring results of 23
5、8U,232Th,226Ra and 40K in the national and provincial control points of Yunnan Province were similar to the investigation results of local natural environmental radioactivity levels,which were basically consistent with the distribution trends of 238U,232Th,226Ra and 40K in Yunnan Province.The activi
6、ty concentrations of 238U,232Th and 226Ra in soil of Yunnan Province were slightly lower than the national average.Influenced by atmospheric migration and sedimentation,137Cs and 90Sr released from the early nuclear test and nuclear accident were detected in different degrees in soil of Yunnan.Yunna
7、n is a province with large associated radioactive mineral resources.The radioactive level of surface soil in a certain area of southwest Yunnan has increased due to the influence of mining and smelting of associated radioactive mineral resources.Keywords:Yunnan Province;soil;radioactivity;monitoring
8、 analysis收稿日期:2022-04-28;修订日期:2023-05-15第一作者简介:李进柱(1973-),男,甘肃武威人,工程师。通讯作者:闫俊丞土壤放射性核素来源包括天然放射性核素和人工放射性核素,天然放射性核素分陆生和宇生放射性核素。陆生放射性核素自地球形成以来就有,主要是40K,232Th、235U、238U 及其衰变产物等;宇生放射性核素主要是3H、7Be、14C 等,在土壤中含量极微;土壤中人工放射性核素主要是早期核爆试验、核事故在北半球通过平流层扩散沉降到地表,如90Sr、137Cs 等1。环境土壤放射性物质对人体健康危害包括直接受到 辐射照射,吸入土壤释放出来的氡形成的
9、内照射和饮用水含有微量放射性核素的食入,土壤、水体中放射性物质转移到农作物,经食物链途径转移到牲畜对人体造成内照射,因此,持续性定点开展环境土壤国省控点放射性水平监测是辐射环境质量变化判断之基础,也是辐射环境质量管理之必然。云南是全国矿产资源大省,伴生放射性矿产利用企业数位居全国第五2-3。云南省生态环境厅 2020 年首批公开的伴生放射性矿的采选冶企业数达 27 家,云南已成为伴生放射性矿产资源利用大省4。20172019 年云南省第二次全国污染源普查伴生放射性矿普查涉及稀土、铌/钽、锆石和氧化锆、锡、铅/锌、铜、镍、铁、钒、磷酸盐、煤、铝、钼、金、锗/钛共 15 类矿产企业,其中,锗、煤、
10、铁、锡、铜、铅/锌、稀土等 7 种矿产企业生产的原料或 产出的物料 的单一天然 核素活度浓 度达1 Bq/g。这些企业的生产活动如果管理不当将对 194 中国环境监测第 39 卷第 5 期2023 年 10 月周围环境构成潜在影响3。云南也是铀矿资源丰富的省份2-3。通过开展辐射环境监测与调查分析,可以了解铀矿采冶设施或伴生放射性矿产企业生产过程对放射性物质包容和流出物控制的有效性,评价公众受照剂量,验证其是否满足向环境排放放射性物质限值的规定和要求5。本文以既往开展的环境土壤放射性背景水平监测,研究辐射环境质量与区域地质土壤背景关系,分析环境土壤放射性附加来源及变化趋势,为辐射环境质量管理提
11、供参考。1云南地质背景云南位于我国西南,总面积 39.41104 km2,设 16 个地级州市,是高原山区省份,地势总体上西北高,东南低,海拔高度为 76.4 6 740 m。滇西为横断山脉纵谷区,属青藏高原南延部分;滇东系云贵高原的组成部分2。云南地处欧亚大陆与岗瓦纳大陆的交接部位,地质构造较为复杂。在漫长的地史发展过程中,沉积作用、岩浆作用、变质作用、构造作用、成矿作用长期活动,形式多样。一系列断裂将云南地壳分为大小不等、性质各异的构造单元,各构造单元 的地层发育 情况和区域 变质作用差 别明显2。新生界第四纪地层主要分布于近代河流、湖泊及盆地中6。土壤指连续覆被于地球陆地表面具有肥力的疏
12、松物质,主要是岩石风化物及地表动植物腐殖质混合体,并随地表向地下土壤层出现不同分层特性。云南土壤分高山草甸土、暗棕壤、棕壤、黄棕壤、黄壤、红壤、赤红壤、砖红壤、燥红壤、石灰岩壤、紫色壤、火山灰土和稻田土 13 类。云南土壤分布不仅在水平方向上有一定的规律,垂直分布更具显著特点。在水平方向上,大致北纬 26以北为棕壤、黄壤区,中低山地偶有红壤分布;24 26为红壤、紫色土区;23 24为红壤及赤红壤区;23以南为赤红壤、砖红壤区,燥红壤则分布于干热河谷地带。高原草甸土主要分布于滇西北和滇东北海拔 3 800 m 以上雪线以下的高山地带;暗棕壤主要分布于滇西北、滇东北高山区和滇中的山顶部分,海拔一
13、般在 2 9003 800 m 之间;棕壤分布很广,海拔一般在 2 5003 200 m 之间;黄棕壤一般分布在海拔 2 700 m 以下的冷湿地区,而黄壤则分布于温带及亚热带湿润地区;红壤是亚热带的代表性土壤,赤红壤则主要分布于南亚热带;在南亚热带、北热带的低山丘陵及河谷阶地上分布着砖红壤,燥红壤则多见于干热河谷地带;紫色土在滇中出现于海拔 1 5002 000 m,滇南多在海拔 1 000 1 600 m 的地方;石灰岩土主要分布于滇东南;火山灰土见于腾冲火山分布区。由于地形和气候复杂,土壤分布虽有一定的规律,但实际上多呈现出错综复杂的状况,总体来看,云南属南方红壤区,土壤以红壤为主,各类
14、红壤占土壤总面积的 50%以上,黄壤次之,占 20%左右6。成土母质是土壤形成的基础,土壤中的天然放射性核素绝大部分来自岩石,大多数情况下,其含量与母岩的含量有着密切的关系。在云南 13类土壤中,核素238U、232Th 活度浓度均值最高的是火山灰土,最低的是高山草甸土;核素226Ra 活度浓度均值以黄棕壤最高,燥红壤最低6。2监测方案云南省辐射环境质量监测方案 是云南省辐射环境质量监测的重要依据,每年均根据当年国家生态环境监测方案全国辐射环境监测方案全国辐射环境监测(云南省)任务合同书,结合云南省生态环境监测工作方案和辐射环境监测技术规范进行编制。其中,云南土壤环境放射性水平监测点位包括国控
15、和省控点,均属全国辐射环境质量监测网的重要组成部分。2020 年全国辐射环境质量监测网共设置 362 个土壤监测国控点7,其中,在云南境内共有 16 个国控点,此外还有 13 个云南省控土壤环境质量监测点位。2.1监测点位布置 19841990 年,云南省环境天然放射性水平调查项目,在 5050 km2网格按土壤类型、成土母质均匀抽样 153 个,另有网格加密点和城镇点,共计 436 个6。云南辐射环境质量监测土壤国控点,按 16 个州市政府所在地设置;2015 年以前,土壤国控点基本都在各地气象站观测坪;2015 年以后,土壤国控点基本调整至当地地市级主城区周边森林公园边缘。土壤省控点 13
16、 个,均分布在昆明市 13个县级行政区所在地周边森林或公园。2.2采样方法辐射环境质量监测土壤样品采集,根据辐射环境监测技术规范(HJ/T 612001)、土壤李进柱等:20162020 年云南土壤放射性水平及其变化趋势分析195 环境监测技术规范(HJ/T 1662004)以梅花点法取混合土壤样品。采集表层 5 15 cm 的原生土壤,并捡去石块、去掉残留的有机质,保留富含有机质和矿物质的深色混合层。采样监测频次1 次/a,在每年 45 月开展采样工作。2.3仪器与方法土壤 核素分析使用 GMX40P4 型高纯锗 能谱仪,参照土壤中放射性核素 能谱分析方法(GB/T 117432013)和高
17、纯锗 能谱分析通用方 法(GB/T 117132015)分 析 核 素238U(234Th)、232Th(228Ac)、226Ra(214Bi)、40K 和137Cs 的活度浓度;土壤90Sr 分析使用 MPC-9604 型流气式低本底、测量仪,参照土壤中锶-90 的分析方法(EJ/T 10352011)分析核素90Sr 活度浓度。2.4质量控制随着全国辐射环境质量监测网络的建立,云南辐射环境质量监测体系日趋完善。云南辐射环境监测网络电子围栏智能监测项目,对土壤采样点的采样过程进行了电子化设计建造,实现了采样点位定位、边界定位、采样点位周边照片、样品标签等的智能化管理,确保了采样点位的相对固定
18、。实验室分析质控按云南省辐射环境监督站质量管理体系及国家辐射环境监测技术中心要求,设备均通过国家认可的检定机构检定,开展使用仪器本底的长期稳定性测量,制作各仪器质控图及泊松分布图,每批次测量均有平行样、加标样、空白样进行质控,同时开展人员比对、仪器比对、实验室间的比对,并长期接受国家辐射环境监测技术中心的质量控制考核,考核结果均为合格。3结果与讨论3.1监测结果本文监测数据均源自云南省辐射站 20112020 年辐射环境质量监测报告。20162020 年云南辐射环境质量土壤国控点放射性水平见表1;20162020 年云南辐射环境质量土壤省控点放射性水平见表 2。表 120162020 年土壤国
19、控点放射性水平Table 1Radioactivity level of soil national control points in 2016-2020序号点位名称样本数量/个活度浓度(以干土壤计)/(Bq/kg)238U232Th226Ra40K137Cs90Sr1昆明市西山区太华山气象站526.9(23.530.1)37.2(32.344.4)27.8(24.233.7)66.8(58.579.6)2.20(1.194.79)0.812昭通市昭阳区凤凰山公园539.2(33.047.6)43.3(40.449.4)30.4(25.536.6)167.3(151.3174.2)2.30(
20、1.922.81)3曲靖市麒麟区廖郭山公园562.2(47.288.6)57.6(49.462.1)50.1(32.846.3)460.8(411.2513.7)1.64(0.942.80)0.204楚雄市峨碌公园540.1(29.550.0)35.9(31.940.2)25.5(22.030.1)322.0(208.1446.7)2.27(1.802.90)0.395玉溪市红塔区胜利水库540.0(32.845.3)68.7(64.975.6)41.3(34.644.5)329.6(307.7357.1)1.85(1.402.64)6蒙自市五里冲水库579.8(64.7101.6)92.9(
21、76.4125.1)84.7(58.3110.9)544.7(330.1671.1)2.24(1.403.36)0.307文山市西华公园520.7(10.527.7)25.7(20.235.0)22.2(17.332.2)137.0(80.2260.2)1.02(0.581.70)0.268普洱市思茅区梅子湖公园533.0(24.438.9)48.3(45.053.9)29.2(24.534.2)621.2(563.2779.3)1.57(1.251.82)0.429景洪市森林公园533.2(27.240.4)25.0(21.826.8)22.5(16.428.2)288.4(268.6306
22、.6)1.77(0.852.95)0.3810大理市苍山地质公园435.6(31.242.9)44.8(35.654.1)22.8(18.926.9)584.2(484.7729.1)2.25(1.602.70)0.3511保山市隆阳区太保山公园542.3(34.756.3)66.4(61.071.6)36.1(32.743.5)747.2(663.7794.5)2.86(1.763.70)0.3512芒市大金塔公园545.1(38.149.6)53.0(47.464.6)36.3(28.141.7)394.5(368.7415.8)2.40(1.803.39)0.2413丽江市古城区启文寺后
23、山513.8(8.320.3)12.7(11.014.2)7.5(5.78.7)225.1(187.1252.2)0.900.2714泸水市青山公园541.3(34.748.8)50.3(39.959.4)31.8(26.143.5)914.3(809.91017.1)2.86(2.683.20)0.5515香格里拉市舞凤山公园540.0(29.746.2)53.0(48.061.5)39.9(31.950.5)457.3(392.7494.5)3.21(1.006.39)0.9116临沧市临翔区旗山公园上半山5103.9(90.7124.2)120.8(101.0131.1)71.9(59.
24、079.7)1005.4(961.71058.7)1.100.32注:括号内为数值范围,下同;“0.26”表示监测值小于检出限,表格中填写最小探测限(即探测限),下同;“”表示采样时间为20172020 年。196 中国环境监测第 39 卷第 5 期2023 年 10 月表 220162020 年土壤省控点放射性水平Table 2Radioactivity level of soil provincial control points in 2016-2020序号点位名称样本数量/个活度浓度/(Bq/kg)238U232Th226Ra40K137Cs1五华区长虫山生态公园599.8(82.21
25、28.2)113.8(92.5137.1)95.4(79.1104.8)224.8(130.4323.6)4.16(2.647.49)2官渡区祭虫山生态公园581.7(72.792.2)117.7(110.5125.1)67.0(56.872.9)153.1(116.9179.7)0.973盘龙区松华坝水库551.5(33.956.2)52.9(46.761.4)28.3(22.034.5)970.6(775.01128.6)0.384呈贡区云南山泉水源地535.9(28.643.6)46.9(41.850.9)31.8(26.136.6)91.4(76.6104.6)0.385宜良县万家凹生
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