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辐射环境监测精品文档环境的定义 ：广义地讲，环境是相对于中心事物而言的背景。 在环境科学中，环境是指以人类为主体的外部世界，其主要指地球表面与人类发生相互作用的各个自然要素及其总体，它包括地球表层的陆地、海洋和大气层。环境的分类：环境是一个多层次、多结构的复杂系统，可按不同的方法分类。a 按空间范围：居室环境、厂房环境、村落环境、城市环境、区域环境、全球环境等。环境的空间范围随着人类认识能力和活动范围的开拓而扩展，现在甚至把影响人类的宇宙因素也包括在内，称为宇宙环境。b 按组成要素：大气环境、水环境、土壤环境、岩石环境等。c 地质学：把环境分为大气圈、水圈、土壤-岩石圈，而地球上凡有生物生存的地方又统称为生物圈，它包括从大气圈对流层顶部到地壳风化层和成岩层底部。d 生态学：陆生环境、水生环境等。C、环境的基本特性作为以人类为主体的客观物质体系，环境具有四个基本特征：1）整体性：环境的各个组成部分和要素之间构成了一个有机的整体；2）区域性：组成环境不同区域的特征； 3）变动性：环境在自然和人类活动的共同作用下，其内部结构和外在状态始终处于不断变化的过程中；4）修复性：环境系统具有一种自动调节功能，通过这种功能，可以使受损的环境回到原来状态。但有一定的限度。1）环境物质：指环境中存在的具有一定环境活性，并对生命物质可能产生各种直接或间接影响的物质。例如，水体及其所含的各种化学物质，大气及其所含的各种组分等。环境物质可由自然因素或人类活动而释入环境，并在环境中发生迁移、转化和积聚，从而对人类健康、生态平衡或环境质量产生影响。 2）环境物质的种类按存在形态：把环境物质分为大气、水、岩石、土壤和生物等几个大类；按对人类、生态和环境影响：分为有害物质和无害物质两大类。环境有害物质是指对人类健康、生态平衡或环境质量产生不利影响的各种环境物质。有害与无害是相对的、发展的和变化的，随着数量和存在状态的改变，有害物质和无害物质之间可能发生相互转化。例如，硒是人体必需的一种微量元素，但环境硒含量过低或过高均对人体健康有害；又如，汞是有害毒物质，但由于土壤中的无机汞不易被植物吸收，因此对人体危害相对较小,而有机汞则相反,对人体危害很大。环境有害物质剂量与人体健康效应之间的关系1）直线型：人体健康效应与剂量呈正比关系； 2）饱和型：人体健康效应与随剂量增加而增大，达到一定程度后，基本上不再随剂量而变化；3）S曲线型：人体健康效应随剂量增加开始变化不明显，当剂量增加到一定程度后变化明显，而后随剂量增加又基本不变大多数环境有害物质的剂量效应关系呈S曲线型3）环境有害物质的综合效应两种或两种以上的环境有害物质共同作用时，可出现四种不同的综合效应。1）协同效应：总的环境效应大于单个有害物质的环境效应之和；2）叠加效应：总的环境效应等于单个有害物质的环境效应之和；3）独立效应：各个有害物质的环境效应互不影响；4）拮抗效应：总的环境效应小于任何单个有害物质单独的环境效应。1）环境污染 环境污染：指有害物质进入环境，经过扩散、迁移、转化和积聚，引起环境系统结构和功能的改变，导致环境质量下降，对人类或其它生物的正常生存和发展产生不利影响。引起环境污染的物质或因子称为环境污染物或环境污染因子，它按形态有气、液、固及热、声、辐射等不同种类。向环境排放污染物或对环境产生有害影响的场所、设备和装置等，称为环境污染源。环境污染的分类：A、按涉及的环境要素可分为：大气污染；水污染；土壤污染等。 B、按污染范围可分为局地污染、区域污染及全球性污染等； C、按污染物的性质可分为化学污染、物理污染、生物污染等；D、按污染产生的原因可分为生产性污染和生活性污染等。2) 环境自净:指环境的修复性，环境污染后，在自身条件下，在有限的时间内，污染物浓度或总量降低到不产生危害的程度环境自净的分类：A、物理自净：通过扩散、混合、稀释、淋洗、挥发、沉降、吸附等物理作用，使环境中的污染物得以净化的过程 。物理自净的能力除与污染物的物理性质（如粒度、相对密度、形态、表面活性等因素）有关外，还取决于环境的物理条件（如温度、气流、降水及地理条件等）。环境自净的分类：B、化学自净：通过污染物与环境物质或不同污染物之间的化学反应（如氧化、还原、化合、分解、络合、离子交换、化学吸附等），使环境中的污染物得以净化的过程，称为化学自净。化学自净能力除取决于污染物的化学性质和化学形态外, 还与环境物质的酸碱度、氧化还原电位、温度和化学组成等因素有关环境自净的分类：C、 生物自净：通过自然界中的生物对环境污染物的吸收、降解、转化、富集等作用，使之得以净化的过程，称为生物自净。生物自净能力除与污染物有关外，主要取决于生物的种类、环境温度和供氧状况等3）环境保护 指人类为解决现实的或潜在的环境问题，维持自身生产和发展而进行的各种具体实践活动的总称。自20世纪50年代以来，由于工农业及国防的迅速发展和对自然资源的盲目开发，使环境遭到了严重污染和破坏，环境质量急剧下降，生态平衡严重失调，环境问题已成为危及人类健康，制约经济发展和文明进程的全球性问题。世界各国纷纷采取科学技术、行政管理、司法、经济、宣传、教育等各种环境保护措施，努力防治环境污染，合理利用自然资源，逐步重建人类与环境之间的依赖关系，促进社会与环境的协调发展。1954年前苏联第一座试验性核电站建成；1979年美国三里岛核电厂事故；1986年切尔诺贝利核电厂事故； 核电正在蓬勃发展，核电是一种安全、清洁的电。总装机容量最多的是美国、占本国市场份额最多的是法国(78%)、立陶宛(81.5%)。还有6个国家接近或超过 40。 核电是一种清洁的能源，它几乎不产生CO2、NOx、SO2等有害气体，因而对改善当前日趋严重的环境问题具有重大意义。因化石燃料燃烧，全球每年排放CO2约50亿吨（按碳计），而核电的发展已使 CO2的排放量减少了10。在法国，从1980年到1987年，核电增加2倍多，CO2排放量减少了23，对改善法国的环境状况起了良好的作用，与污染严重的英国（燃煤发电占70）形成鲜明的对比。 核电是一种安全的能源，它发生事故的概率和危险性均比石油、煤、交通等行业的小，在迄今最严重的切尔诺贝利核电厂事故中，也仅造成31人死亡，远比不上一次大的煤矿事故或化学毒物污染事故。 核电还是一种经济的能源，成本可与煤电、油电相竞争。核电是唯一已经成熟而且最有希望替代化石燃料，解决能源危机的一种能源。核电生产和其它能源一样，也存在环境问题，除热污染、占用土地、普通污染物的排放等问题外，放射性流出物排放对环境特别是人类健康可能造成的影响是公众最为关注的问题。具体来说，它包括核电厂在正常运行和事故情况下放射性核素的排放以及放射性废物最终处置的潜在环境污染问题。任何事物都有其两面性，核电也不例外。 在利用核能给我们带来便利的同时还要进行环境保护，因为从矿物的开采到放射废物的贮存，每一个环节，或多或少地有些放射性核素进入环境，造成环境污染。这些放射性污染物可通过各种环境途径对人类造成危害，其中大多数放射性物质因其所含核素半衰期较短，或因其在环境中迁移速率较小，只可能造成局地或区域性影响，只有少数长寿命核素及在环境中迅速弥散的核素，才可能产生全球性影响。 u 核工业与其它工业最大的不同点在于它从创建开始就十分重视核安全和环境问题。核电厂从设计、建造到运行每个环节都制订了严格的控制标准，力求将危害降低至可合理达到的尽可能低的水平，并由各级核安全及辐射环境管理审管机构实行监督。u 绝对杜绝放射性物质向环境的排放是不可能的，也是不合理的。排人环境中的微量放射性物质在环境中的行为及其对生物圈的影响是一个十分复杂的课题，尚有待进一步深人研究。u 至放射性废物的最终处置，目前已有深地层地质处置等方案，这些方案技术上已比较成熟，尚待实际验证; 另一方面,废物在长期贮存过程中可能出现的放射性核素泄漏及其在环境中的迁移, 也有也有待深人研究。从放射性核素的发现到第一座核反应堆的建成，一大批科学家付出巨大的努力，做出过卓越贡献的主要有：英国，汤姆逊：1895，对大气电离离子进了研究；德国，伦琴：1895，X射线；法国，贝克勒尔：1896，发现铀具有放射性；居里夫人，1898，发现钍的放射性；同年相继发现了天然放射性元素镭和钋 。德国，埃斯特和盖特尔，1901，发现氡及其衰变子体的带电性。 科学家们已开始注意辐射的生物效应和生物体对天然放射性核素的蓄积作用。但是，因受当时测量手段的限制，对环境放射性的研究进展还相当缓慢。德国，哈恩等，1939，在用中子照射铀的研究中发现了原子核裂变现象 。1942年，在费米的领导下，美国建立了世界上第一座核反应堆，实现了受控链式核裂变反应，由此开创了原子能时代。首先是美国，因原子弹研制工程（曼哈顿计划）的需要，1943年成立了应用渔业实验室，主要研究汉福特核设施对哥伦比亚河中生物群落的影响。此后，又扩大到核试验现场监测，重点考察放射性核素对生物体的外照射损伤和对内部组织的危害。此外，橡树岭和汉福特两个核研究机构也对各种人工放射性核素的环境影响开始了研究。 20世纪50年代，闪烁计数器的出现使环境放射性测量技术有了新的飞跃。这10年间，环境放射性研究主要以美、苏等国在大气层中进行核武器试验所造成的环境污染为中心，对核试验放射性污染水平和环境天然辐射本底进行了大量的调查，建立了一系列环境放射性监测方法，促进了环境放射性分析和监测技术的发展。 20世纪60年代，放射性沉降物（落下灰）进一步增加。与此同时，由于核工业的迅速发展，排入环境的放射性污染物也有所增加，促使人们加强了对环境放射性污染的监控。 实践表明，环境放射性污染的控制只停留在污染监测和放射性废物治理上是远远不够的，更重要的是要探索放射性污染的产生及其在环境中的物理、化学和生物学行为，摸清放射性污染物在环境中的运动过程及其规律，才能有效地控制和消除放射性流出物排放对环境的污染，减轻和防治环境放射性对生态特别是对人类的危害。 1955年，联合国成立了原子辐射效应科学委 员会（UNSCEAN），专门研究电离辐射（包括环境放射性）对人的影响，迄今已出版了一系列 权威性报告，引起了人们对核环境学这一领域的广泛关注，促进了对痕量物质环境行为的研究以及生物学。遗传学、环境化学、痕量元素代谢、微气象学、高层大气气象学、海洋学等许多 学科的发展。由此还引起了人们对其它有毒化学物质（如杀虫剂、食品添加剂。化石燃料燃烧产物、痕量重金属等）污染的重视，带动了环境科学的发展，环境辐射的许多开创性研究也为一般环境污染的研究提供了有效的手段和方法。 20世纪70年代，高放射性废物最终处置的安全性成为影响核电事业进一步发展的关键，迫使科学家们从放射性物质及环境物质的物理、化学特征出发，进一步探索放射性核素在环境中的行为，特别是放射性核素与环境物质之间的相互作用及其适移规律和最终归宿。 我国历来高度重视核科学技术在现代化建设中的重要作用，对核安全和环境放射性污染防治给予了特别的关注。早在20世纪60年代，就广泛开展了环境放射性监测工作，建立了初步的、非常实用的核安全和环境监测体系和机构，有效地保护了核事业从业人员、周围环境和公众，使之免受或少受核辐射损伤的危害，促进了我国核事业的发展。 随着我国核事业和科学技术的发展，核环境学也日益得到重视，有了长足的进步。专门从事辐射防护和核环境学研究的机构不断增多和充实，研究领域不断扩展，研究队伍不断壮大，研究水平不断提高。许多科研院所、高等学校和各级环境辐射监测站及卫生防疫站在环境辐射监测、环境放射化学、放射生态学。辐射环境影响评价、辐射环境管理等方面已经作了大量卓有成效的工作。可以预期，我国科技工作者通过不懈的努力，核环境学领域的学术水平将不断提高，在不远的将来可望接近或达到世界先进水平。核环境学是以研究环境中各类天然和人工电离辐射的来源，它们在环境中的分布、迁移和转化，环境辐射对环境、生态和人体健康的影响及其评价和控制为主要内容的一门新学科，是由核科学和环境科学相互交织、渗透、融合而形成的一门学科。1.2.5 核环境学的定义和研究1）环境辐射源 各种类型的环境辐射（包括天然与人工电离辐射）的来源、分布及其对公众所导致的内、外照射剂量水平。（2）环境辐射监测 环境放射性物质的分析方法和环境辐射的监测方法。（3）放射性物质在环境中的行为 放射性物质在环境中存在的物理和化学形态，环境中各种物理、化学和生物过程导致放射性核素在大气、水体和岩石一土壤环境中的弥散、迁移、转化、蓄积及最终归宿，放射性物质通过生物链向人的转移，电离辐射对生态系统的影响。这一领域涉及内容非常广泛，又可归纳为环境放射化学、放射生态学等多门分支学科4）辐射环境管理 辐射危害、危险和风险的估计，辐射防护的原则。体系和标准，辐射环境管理标准体系，辐射环境影响评价，放射性流出物排放的控制，放射性废物管理及核设施退役、核事故应急等有关的辐射环境管理问题。（5）环境放射性污染的防治 研究如何防止和减少放射性物质对环境的污染，以及一旦放射性物质进人环境而造成污染时，如何采用物理、化学及生物学方法减轻和消除污染，最大限度地减少其对人体健康和生态的危害。（6）应用核环境学 运用环境中存在的天然放射性核素进行科学研究或达到实用目的，如环境放射性探测在探矿、地震预测。地球化学、宇宙化学等领域中的应用，放射性同位素测龄法在环境科学、考古学、地学等领域中的应用；运用放射性同位素示踪技术研究非放射性污染物在环境中的化学行为和迁移规律等。1.2.6 核环境学的特点核环境学研究的对象体系范围很大。它可以是一个水域（如江、河、湖、海的某一个区域）的单一生态系统，也可以是包括大气、土壤、岩层、水域的一个庞大、综合的生态系统。对于具有全球影响的污染源（如核武器试验及严重的核事故等），其研究对象可以是涉及整个生物圈的全球性生态系统。核环境学研究的环境放射性物质的浓度比通常核科学（如放射化学）和环境科学（如环境化学）研究的物质浓度低得多（表14）。这给核环境学研究带来许多难题。因此，环境辐射监测从监测项目、采样点的布设、采样方法、分析程序、测量手段直至数据处理，均不同于一般的放射性分析和测量。核环境学研究对象的影响因素复杂。因为放射性物质一旦进人环境，其物理、化学行为和迁移规律除与其本身的物理、化学状态及性质有关外，还取决于环境。而环境的影响因素极其复杂，这就使放射性核素在环境中的状态和行为与一般核科学（如放射化学）研究中的情况有较大不同，且环境体系大，可参与化学反应的物质多，相互之间的作用错综复杂，并处于不断变化和运动之中，难以把握，人们对其认识还有待于不断深化。放射性核素的辐射危害与一般污染物的化学毒性在本质上具有根本性的差异。许多化学污染物，特别是有机污染物，可通过化学处理或自然界本身的反应过程使其变成无毒物质。如苯（C6H6）是有毒的，但通过氧化反应，生成 CO2和 H2O，其毒性即可消除。而辐射是放射性核素的原子核本身所固有的特性，任何人为及自然过程都无法使其消除，目前唯一的办法是任其随时间的推移而自行衰变。因此，长寿命放射性核素的辐射危害将存在几十年甚至几十万年的时间。此外，许多放射性核素的辐射危害比其稳定同位素的化学毒性大得多，因此其在环境中的浓度限制也更为严格。例如，放射性同位素210Pb的导出空气浓度（DAC）如换算为质量浓度，比空气中稳定性铅的最大容许浓度要低十万倍以上。核环境学综合性强，涉及的知识领域广。它不仅与原子核物理、放射化学、环境科学、土壤学、大气科学、海洋学、地球化学、生物学、生态学等学科直接有关，而且还涉及气象学、水文学、地质学、地理学、放射生物学、放射卫生学等有关知识。因此，核环境学是一门综合性很强的边缘科学。 天然辐射：来自天然辐射源的电离辐射称为天然辐射； 人工辐射：来自人工辐射源的电离辐射称为人工辐射；环境辐射源：对人类群体造成照射的各种天然及人工辐射源称为环境辐射源。 宇宙射线 1）捕获粒子辐射：绕地球运行的电子和质子被地球磁场捕集而形成了捕获粒子辐射 ； 2）银河宇宙辐射：银河宇宙射线产生于太阳系外，其主要成分是高能质子，能谱宽达l1014MeV，在300MeV处存在一峰值 ； 3）太阳离子辐射：太阳能持续产生能量非常低的粒子，在磁扰时则会发射更多的能量更高的粒子。 自然界中存三个天然放射系： 母体：238U （4n+2）铀系，T1/2：4.468109a； 母体：235U（4n+3）锕系，T1/2：7.038108a ； 母体：232Th（4n）钍系， T1/2：1.411010a；40K、 87Rb等。放射系衰变规律放射系名称起始核素终止核素衰变次数 衰变链中的射气U系238U206Pb8 6222RnAc系235U207Pb7 4219RnTh系232 Th208Pb6 4220RnNp系237 Np209Bi7 4无射气存在地球上三个原生放射系产生氡的三个同位素，它们是： 222Rn、T1/2=3.82d； 220Rn 、T1/2=55.6s； 219Rn、T1/2=3.96 s。环境大气中氡的来源有以下几个方面：大地释放 238U在土壤和岩石中的含量不近相同，平均含量为2.810-4%，地面氡平均析出率为16mBqm-2s-1，陆地表面每年向大气中释放7.61019Bq的氡；海洋释放 海水中含有一定量的226Ra，平均浓度为1Bqm-3，海底比海面要高出一个数量级，海面氡平均析出率为710-5Bqm-2s-1，海洋每年向大气释放81017Bq的氡； 植物和地下水的载带 植物的生长将增加地表氡的释放。实测结果表明，种五谷的土地氡的释放率是那些不毛之地的35倍。由于植物和地下水的作用，每年向大气中释放约11019Bq的氡； 核工业释放 核燃料生产过程中每一个环节都有氡的析出，估计全世界的铀矿山和水冶厂每年向大气中释放11019Bq的氡；煤的燃烧 煤中的铀含量平均为1.010-4%，煤灰成为一种人工氡气源，每年由于煤的燃烧产生的氡为11013Bq的氡；磷酸盐工业 磷酸盐矿石中的铀含量高，估计在全世界由于磷酸盐工业每年释放到大气中11018Bq的氡；天然气 天然气中含有放射性物质，向大气中释放出11014Bq的氡；建筑物的释放 由于建筑材料中都含有一定量的226Ra，每年向大气中释放11016Bq的氡 。核试验中核装置的爆炸能量来自重核235U和239Pu的链式裂变反应或氘和氚的热核聚变反应，其大小常用TNT当量表示。导致内照射的主要有： 14C、137Cs、90Sr、106Ru、144Ce、 3H、131I、239-241Pu、55Fe、241Am、89Sr、140Ba、238U、54Mn；导致外照射的主要核素有： 137Cs、 106Ru、 140Ba、 103Ru、95Zr、144Ce、140Ce等。地下核试验 封闭较好的地下核爆炸对人类的辐射剂量相对要少得多，主要危害物是131I。铀矿的开采、水冶、 235U的浓缩、燃料元件制造、核反应堆发电及乏燃料的处理、贮存等环节都对公众造成辐射剂量。放射性同位素的生产及其在工业、医疗、教学等领域的应用，这些放射性核素也会给公众带来不定期的剂量，这些核素主要有14C、125I、3H、131I等核素。到目前为止，世界上发生二次大的核事故，它们是美国的三里岛事故和前苏联的切尔诺贝利核事故，它们发生的原因不同，造成的破坏也不同，释放出的核素也不尽相同。 另外，军用核设施、核武器运输等也会对公众产生辐射剂量。世界重大民用核事故回顾 1957年，英国温德斯凯尔核综合设施发生大火，放射性云状尘埃进入大气层，造成数年后数十人死于癌症。 1957年9月，前苏联秘密核工厂“车里雅宾斯克65号”的一个核废料仓库发生大爆炸，迫使紧急撤走了当地11000居民。1957年10月，英国温德斯凯尔的一家铀生产核反应堆发生火灾。事故产生的放射性物质污染英国全境，至少有39人因此患癌症死亡。 1979年3月，位于美国宾夕法尼亚州的三哩岛核电站发生严重失水事故，放射性裂变产物泄漏到安全壳内。 1986年4月，前苏联的切尔诺贝利核电站4号机组发生爆炸，31人当场死亡，8吨多强辐射物质倾泻而出，污染遍及居住着694.5万人的15万平方公里地区，320多万人直接遭受核辐射侵害。参加救援工作的83.4万人中，已有5.5万人丧生，7万人成为残疾，30多万人受放射伤害死去。1966年1月17日 ，在西班牙的帕路马雷斯上空，美国的一架B52轰炸机与一架KC-135加油机相撞，飞行员弃机跳伞，两架飞机却纷纷坠落。B52轰炸机上4枚氢弹中的3枚落在一个村庄旁边，而另一枚掉入地中海海底，后经机器人“阿尔文” 与“科沃” 的共同努力才将其捞出。1968年1月21日，一架载有4枚氢弹的B-52飞机升空，执行24小时昼夜不断的监测任务。飞机突然在空中失火，并在距图勒基地仅11公里的海面坠毁。氢弹没有爆炸，4颗氢弹中一枚穿透冰层沉入海底，成为一个长久使人揪心的潜在污染源；另外3枚崩裂，弹体里面的钚外泄。光阴荏苒，27年后统计，在这期间，图勒地区许多居民因患怪异癌症而丧生。该地的死亡率要比其他地区的平均死亡率高40。19501980年美国对核武器事故（保密的不计在内）曾作过公开统计的就达32次。1989年4月，苏联的核潜艇在挪威北部海域因失火而沉没，42名官兵葬身海底。如今，这艘携带大量核炸弹和常规炸弹的沉船成了一枚可怕的“定时炸弹”，令斯堪的那维亚半岛的诸国日夜不安。 2000年8月12日发生了外界知道有记载以来核武装部队最惨烈的一次事故。英国观察家报披露，前苏联向挪威海域扔弃过20个核反应堆；俄罗斯承认，冷战时期，前苏联有4艘核潜艇沉没。50枚装有钚的核弹头散布在全世界的海底。第四章污染物质释入大气后将随风的运动向下风向输运，污染物分布不均匀形成的浓度梯度导致其在水平和铅直方向上扩散，空气流场的切变则导致污染物的弥散。 输运过程中放射性核素将逐渐衰变，其子体逐渐积累。 雨雪的清洗湿沉积； 粒径较大(20m)的固体颗粒沉降；气溶胶，蒸汽和气体与固体物碰撞干沉积；风的作用沉积物悬浮二次污染。放射性对人的危害： 空气中的放射性污染物 空气中的放射性污染对人直接造成外照射；人吸入污染的空气内照射；沉积到地面上的污染物 沉积造成的地面污染 外照射；沉积导致的农作物污染内照射。大气中的放射性物质可发生一系列的化学变化，其中主要有氧化反应、光化学反应和同位素交换反应，气溶胶的形成和吸附现象，云雾、雨滴对放射性物质的溶解、吸收等。 放射性气溶胶的形成： 液态或固态放射性核素大部分被大气溶胶捕集形成气溶胶。大气气溶胶主要包括微尘、有机碳化物和液态的雾。核爆炸放射性核素进入对流层顶部温度降低放射性气溶胶 环境污染。氡溢出衰变子体（钋、铅、铋等）大气气溶胶环境污染。核设施、核事故放出的铷、碘、铯、钼、氚、碳等它们中的放射性核素形成气溶胶对环境污染。化学反应大气中的放射性物质在迁移、扩散过程中，因其化学活性或大气中其它物质的化学活性而发生多种化学反应。其中与O2和CO2的反应是大气中最容易发生的化学反应。如Sr通过一系列的反应可以生成SrCO3。烟向下风向输运和弥散时，其中的放射性物质向地面沉积，导致污染； 随着风的运动，地面上的一些放射性物质(直径50m)随风扬起，造成第二次污染。1）重力沉积；2）干沉积；3）湿沉积； 4）地面沉积物的再悬浮。环境水可分为降水、地面水和地下水三大类，它们之间通过蒸发等作用进行循环。环境水：水、悬浮物、胶体物质、溶解物质。放射性物质在水体的存在状态与放射性物质来源及放射性物质存在的水体有关。 海洋面积占地球表的71%，水量占地球总水量的97.2%，人们对海洋中放射性物质研究得比较多。在海洋中，89Sr、90Sr、137Cs、226Ra等以离子状态存在；55Fe、59Fe、232Th以胶体存在；95Zr、106Ru、144Ce、51Cr、54Mn、60Co、64Cu以溶存状态存在。它们存在的状态与水体的pH值、水体的组成及放射性物质在水体的深度等因素有关4.2.3 放射性物质在地面水体中的化学反1）氧化还原反应； ）络合反应； 3）吸附 。4.2. 4 放射性物质在地面水体中的输运、弥散和迁移1） 分子扩散；2）湍流扩散；3）剪切流弥散；4）对流扩散。不同的水体，其输运、弥散和迁移的形式不尽相同。4.3.1岩石中放射性核素的来源主要的原生放射性核素有40K、232Th、238U、87Rb、235U等；除原生放射性核素外，岩石中还含有某些宇生放射性核素如14C、3H及重核裂变产物如95Zr、137Cs、90Sr、131I等。岩石放射性污染的来源：大气核试验产生的放射性沉降物；核设施放射性流出物的排放；雨水对铀矿及其尾矿等的冲刷都可能造成地下水的污染；被污染的地下水在岩石的流动其中的放射性核素与岩石发生一些物理和化学作用，使放射性核素进入岩石中。放射性物质在岩石中的行为放射性物质在岩石中的存在形态 原生的天然铀、钍元素可形成独立或共生矿物存在于岩石中，有的被其它矿物吸附。钾是地壳中的主要造壳元素之一，大部分赋存于碱性长石中，多与氧、硅或卤族元素结合，主要以钾长石、白榴石等矿物形式存在。随地下水进入岩石裂隙中的人工放射性核素常以离子状态被岩石表面吸着。土壤中的阳离子吸附在土壤的表面，它与放射性离子交换：有相腐殖质的H+也可发生上述反应： 土壤中的天然放射性核素土壤中放射性核素有40K、232Th、238U等天然放射性核素。人工放射性核： 137Cs、134Cs、90Sr、106Ru、240Pu等，其中137Cs、 90Sr对土壤长期污染的贡献最大（TSrs-90=28.8a, TCs-137=30.17a）。放射性物质在土壤中的物理化学行为1）粘粒矿物的阳离子交换作用； 2）放射性物质在土壤中的迁移；3）农作物的吸收。影响放射性核素在土壤中物理化学行为的因素1）气候与地形地貌； 2）放射性核素存在的形态和性质；3）土壤的性质等。下水污染放射性污染途径可分为四类间歇入渗型；连续入渗型；越流型；径流型。放射性物质在地下水中的物理、化学及生物行为1）放射性物质在地下水中的存在形态，基本存在形态有溶解状态的无机离子、溶存状态的有机化合物及胶体。放射性核素在地下水中的存在形态与其来源关；与地下水的氧化还原电位、酸碱度及水化学成分等物理化学性质有关。2）放射性物质的水迁移，放射性物质的水迁移分为两处阶段：放射性物质从岩石中进入水中放射性核素在水中富集过程；放射性物质在重力水的作用下在地下迁移，其迁移强度与核素在地下水中的存在形式及水的运移方向和速度 有关。3）放射性物质在地下水中的物理化学行为。氧化还原反应，放射性核素的电极电位及pH值有关；酸碱反应，放射性核素(金属)在土壤中水解生成H+离子，水解反应受地下水的pH影响十分明显；离子交换和吸附，它们对放射性核素的水迁移能力有很大的影响，其吸着程度与地下水的pH值及化学组成、介质的性质及成分有很大的关系；配位作用土壤中含有许多有机和无机配位体，它们能与放射性核素发生络合或螯作用；核素的衰变，一般情况下，短寿命的核素对环境污染面积较小，长寿命的放射性核影响较大。4）放射性物质在地下水中的生物学行为。某些植物生长能富集放射性核素，某些动植物和微生物的代谢产物可与水中放射性物质的作用，微生物与放射性物质的作用。第五章5.1.1 生物链转移的基本途径水、空气、土壤等非生物环境物质中的放射性核素在一定条件下可进入植物组织中，这是其向生物链转移的第一个环节。陆生植物通过根吸收土壤中的放射性核素，叶、径吸附放射性核素；水生植物通过吸附、吸收而从水中摄取放射性核素。植物被动物食肉动物食用，放射性物质从植物向动物转移；食草动物被食肉动物食用，放射性物质进一步转移5.1.2 影响放射性核素生物链转移及蓄积的因素）放射性核素的性质半衰期：短寿命放射性核素在环境中迁移的范围小，对环境及人影响不大；长寿命放射性核素的比活度小，对环境及人的影响不大；T1/2介于几天至一千年左右的放射性核素对环境及生物体的影响较大。 物理形态放射性核素的物理形态对其环境行为有相当大的影响。核素颗粒越大，水溶性越小，生物可利用性越小。化学性质放射性核的化学性质对其在生物体内的吸收和蓄积有着非常密切的关系。化学性活泼的水溶性核素，易被生物摄取并积贮，反之，则难。不少放射性核素的稳定同位素是生物的必需的营养元素，这样，放射性核素连同稳定核素一起被积贮。 如45Ca、89Sr、90Sr、240Ba、226Ra等与钙相似；22Na、40K、86Rb、137Cs等与钾相似；129I、 131I与127I的化学性质相同；3H与1H的化学性相同。85Kr、95Zr、144Ce、239Pu等核素，它们不存在类似的稳定性营养元素，其在环境中的行为不能用一般营养元素的相似性进行预测。放射性核的化学形态同样影响放射性核的积贮、迁移。2）生物的特性和行为 外表形态和表面性质；生理和代谢特征；寿命及生长期；动物的迁徙、生境选择及摄食习性。3）生态系统的特性 生态系统的特性对放射性核素的生物链转移起着决定性的作用。物理特性：包括其与放射性污染的接近程度、气候、地形、体积和形态等。化学特性：生态系统中生物必需的营养元素和成分的含量水平对放射性核素的生物链转移和蓄积有很大的影响。在无机营养元素和成分含量较高的生态系统中，生物对核素的蓄积水平较低，反之，较高。其根本原因是无机营养物对化学性质相似的放射性核素具有很强的化学稀释和吸收竞争作用。生物特性：生态系统的生物特性包括生物物种构成、生物量及群落结构特征。生物量越多，相对蓄积量越少，不同种类的植物对放射性核素的蓄积能力不同。生态系统的结构十分复杂，各种结构与性质不同的生态系统构成了自然界错综复杂的食物网关系。能量、无机物和放射性物质通过食物网途径得以传递、迁移和再分配，使环境放射性核素高度分散于多种生物体内，其分散程度显然与生态系统中群落和物种的多样性有密切的关系。 5.2 放射性物质的水生物链转移在水生态系统中，水和水底沉积物中含有氧、氮、钙等生物所必需的营养物质，生物植物通过光合作用及代谢作用，将它们转化成自身的组成部分。与此同时，一些放射性核素也被蓄积在水生植物体内。水生植物被食草水生动物食入，放射性核素在水生动物中发生转移。5.2.1 水生物对放射性物质的吸收机制各类水生物摄入、吸收水中放射性核素的途径和机制有很大的差异，这与水生物体的结构、生活习性、摄食方式及水环境条件等因素有关。藻类是处于水生物链的第一营养级上，它对水体中的放射性核素的摄取以吸附、离子交换、扩散、穿透等方式进行。水环境条件1）水中稳定元素的浓度，用浓集因子表示水生物对水中放射性核素的蓄积能力，则水生物体内核素的浓度与水中核素浓度成正比，其实，并不是这样的，由于生物的自身调节作用，使生物体内的常量元素保持稳定，其对微量放射性核素的蓄积则涉及与体内稳定核素之间的交换。 一般情况，水生物对放射性核素和与其化学性质相似的常量稳定元素的吸收量与水中常量元素的浓度正相关，但浓集因子值的大小却与两者在水中的浓度成反比，而且两者的浓集因子值存在明显的差异。2）温度，水温对处于较高营养级的高等水生物的生物活性有较大的影响，水温升高时，水生物对放射性核素的吸收及排泄速率加快，生物半减期随之缩短，其对核素的蓄积水平必然有所降低。3）酸度，水的酸度也会影响水生物对放射性核素的蓄积能力。酸度较高时，水生物的吸收能力明显下降。5.3.1 通过农作物的转移，放射性物质通过植物的根、叶、茎、果等进入植物人体。1、气载放射性核素的沉积；2、农作物根部从土壤中的吸收；3、灌溉造成的农作物污染；4、3H和14C造成的农作物污染5.3.2 通过动物类食品的转移陆生动物通过摄食牧草或其它植物饲料从环境中摄入放射性污染物质，由此导致人所食用的动物类食品的放射性污染，是放射性物质通过生物链向人体转移的另一个重要途径。1、动物对放射性核素的摄入和滞留放射性物质进入人体内，一部分被吸收蓄积起来，没有被吸收的经消化系统排出体外；与此同时，蓄积在体内的部分放射性核素通过新陈代谢从人体内排出。放射性核素植物动物人；放射性核素动物人。2、影响动物类食品核素污染浓度的因素，牧草的生长密度；季节； 动物种别；耕作方式及稳定元素的摄入；核素的其它摄入途径；食品加工过程中的核素转移。6.1 环境辐射监测，环境辐射：环境国各种天然辐射与人工辐射的总称。本底辐射：本底辐射原指某特定环境系统或地区未受人类核活动干扰或某一核设施建造、运行前业已存在的天然辐射水平，但由于大气层核试验所致全球放射性沉降造成的辐射与天然辐射难以区分，故常将两者合称为“本底辐射”。辐射环境监测：环境辐射监测是对辐射环境质量现状进行的监督性测量。监测结果可为制定环境管理方案和措施提供依据，也可为生态学及有关学科研究提供帮助。6.1.1 环境辐射监测的目的和特点监测目的 根据中华人民共和国环境核辐射监测规定，环境辐射监测目的是：对核设施、放射性核素、本底及核设施与公众的关系等方面进行监测与评价。A评价核设施对放射性物质包容和流出物控制的有效性；B测定环境物质中放射性核素浓度或照射量率的变化；C评价公众受到的实际照射及潜在照射剂量，或估计可能的剂量上限值； D发现未知的照射途径和为确定放射性核素在环境中的输运模式提供依据；E出现事故排放时，保持能快速估计环境污染状态的能力；F鉴别由其它来源引起的放射性污染；G对环境辐射本底水平实施调查；H验证是否满足限制向环境排放放射性物质的规定和要求；I 改善核设施营运单位与公众的关系。6.1.2 环境辐射监测方案的制定1）、制定监测方案应考虑的因素：从源项单位本身及源项单位与周围环境等方面考虑。源项单位：从事伴有核辐射或放射性物质向环境释放，并且其辐射源活度或放射性物质的操作量大于国家规定的豁免限值的一切单位。A源项单位流出物中放射性核素的含量，排放方式、途径和排放量，排放物质的相对毒性和潜在危险；在环境中的迁移规律、随季节的变化及受地质、水文、气象、植物影响的大小；B源项单位的性质和运行规模，可能发生事故的类型、概率及其环境后果；C流出物监测现状，对实施环境辐射监测的要求迫切程D受照