近十年来核素示踪技术在土壤侵蚀研究中的应用进展

随着核素示踪技术在土壤侵蚀研究中应用的深入,土壤侵蚀研究进入了一个快速发展阶段。本文阐述了近十年来137Cs2、10Pbex7、Be、复合示踪及REE-INAA示踪等几种主要核素示踪技术在土壤侵蚀速率、泥沙沉积速率、泥沙来源和坡面侵蚀过程等研究中的应用新进展,并对今后的研究方向和发展趋势进行了分析。     

示踪技术在土壤侵蚀研究中的应用

示踪技术在研究土地退化状况、土壤资源可持续利用、土壤侵蚀等方面具有重要的应用价值。文章介绍了放射性物质示踪、稀土元素示踪、磁性示踪等3种主要示踪技术在土壤侵蚀研究中的应用概况,重点综述放射性单核素（^187Cs、^7Be）示踪技术、放射性离子示踪技术和复合核素示踪技术在土壤侵蚀研究中的应用进展,最后结合示踪技术在土壤侵蚀研究中的特点,对其今后的发展方向和应用前景作了展望,即多核素示踪技术的应用将成为土壤侵蚀研究的一大重点;3S技术与示踪技术的有机结合,将为区域水土流失快速评价提供一条有效途径。     

横垄耕作的面源污染截留效应研究

为了解横垄耕作的面源污染截留效应,选取吉林省长春市莫家沟小流域横垄耕作坡耕地为研究区,应用210Pbex核素示踪技术得到研究区土壤侵蚀模数为2 268 t/(km2.a),吸附态氮、磷流失负荷分别为4 889、2 022 kg/a;运用RU-SLE2.0模型,模拟在同等立地条件下顺坡耕作土壤侵蚀模数约为6 200 t/(km2.a)。对比结果表明:横垄耕作较顺坡耕作可减少约63%的土壤流失量及随土壤流失的吸附态氮磷负荷。     

应用同位素示踪土壤侵蚀研究的进展

 介绍不同类型的同位素的来源,对几种常用的同位素示踪土壤侵蚀的应用做了比较详细的总结。在过去几十年里,人为放射性核素137Cs在土壤侵蚀示踪研究中应用最广泛。同位素210Pb来自于自然界,它在土壤侵蚀中应用的准确度,有待于进一步探讨。宇宙射线产生的放射性核素中,主要介绍7Be在土壤侵蚀研究中的应用。对稳定性稀土元素和几种核素复合示踪土壤侵蚀与泥沙来源研究的国内外研究进展,进行了总结和评价。对应用同位素示踪土壤侵蚀的发展方向,提出了一些看法。     

稳定核素范围整数规律和上界核坐标为44的论证

在引入两新参量S和H的核素图中，由稳定核边界分布规律的分析得到：偶Z界核对应区的Z下界核坐标增量ΔS的8，4，2递变，以及坐标差K为偶常数12－－8的偶偶核上界核和偶Z52－80的下界核的坐标增量ΔH的8，8，4，4，2，2递变，并由此推出，稳定区的两坐标上限都应该是44。     

半干旱地区包气带浅部黄土中水分运移特征

水特征曲线测量、水分运移的现场观测以及用＾３Ｈ作为示踪剂的现场示踪试验被同时用于水分在包气带浅部黄土运移研究之中。研究结果表明,在半干旱地区的包气带黄土中,土壤浅部水的上下运动明显;降水的垂直入渗量甚小,最多约为降水量的１％;而且降水的垂直入渗量随深度增加而减小。研究证实,用经验公式的计算结果与实际测量值符事得比较好。     

应用宇宙成因核素10Be和26Al追溯环境变迁过程

宇宙成因核素¹⁰Be和²⁶Al因其特殊的形成机制、稳定的地球化学行为和相对较长的半衰期,可有效示踪不同时间尺度地球环境演化过程,近年来在追溯地貌演化和第四纪古环境变迁中得到了广泛应用。通过介绍¹⁰Be和²⁶Al的生成机制,大气成因¹⁰Be的应用,原地成因¹⁰Be与²⁶Al测年的基本原理、影响因素和采样及实验注意事项等,为进一步拓展宇宙成因核素¹⁰Be和²⁶Al应用研究提供有益参考。     

植物吸收和富集核素的研究方法

本文在把植物吸收和富集核素的研究分为监测性研究、机理性研究、修复性研究和胁迫性研究的基础上,从核素的选择与处理、植物的选择、试验方法、评价方法几个方面,归纳讨论了植物吸收和富集核素的研究方法,以期为核素的植物生态修复研究提供一些参考。     

北太平洋公海中心渔场海域放射性核素137Cs的生态环境监测与风险评估

为合理开发北太平洋公海渔业资源并了解日本福岛核泄漏对公海渔业的影响,利用2011—2013年连续3年在北太平洋公海中心渔场采集的海洋生物样品,经济品种以巴特柔鱼(Ommastrephes bartramii)为主,采用γ谱仪进行检测放射性核素137Cs,开展核素在渔场中海洋生物体内的分布富集分析及其风险评估。研究结果显示:2011—2012年采集海洋生物品种较多,所有样本都检测出了超出本底值的137Cs核素比活度。2011年所测核素137Cs比活度范围为0.05~6.21 Bq·kg-1,2012年比活度范围为0.02~0.46Bq·kg-1;而2013年采集的样品较少仅有2类,比活度范围为0~0.37 Bq·kg-1。将各个营养级生物的137Cs核素质量活度进行均值化,3年期间大型鱼类的平均值为0.49 Bq·kg-1,巴特柔鱼的平均值为0.18 Bq·kg-1,小型鱼类平均值为0.10 Bq·kg-1,随营养级上升核素质量活度整体呈倒金字塔分布。研究表明,中心渔场调查期间所测核素质量活度水平均未超过中国食品中放射性核素质量活度的限制浓度与通用水平的标准限。目前对放射性元素137Cs的风险评估显示核素含量处于相对安全限度范围内,但需保持可续性的生态监测。     

饱和-非饱和三维流场核素迁移的数学模型及其应用

根据饱和-非饱和三维流场溶质运移模型和特征,提出了三维流场溶质运移模型分裂迎风特征和格式;给出了格式的稳定性条件和迎风元判别式;将理想模型的解析解与数值解进行了比较。结果表明,该格式对求解对流占优问题效果好,能有效克服数值弥散和解的振荡。本文给出的数学模型和分裂迎风格式被用于某地中低放废物处置场选址评价中得到了满意的结果。