長(zhǎng)壽命放射性核素129I主要是通過(guò)大氣核武器試驗(yàn)、核燃料后處理以及核事故等核活動(dòng)釋放到環(huán)境中。目前環(huán)境中的129I輻射危害極小，但因與核活動(dòng)主要釋放的131I來(lái)源相似、性質(zhì)相同，可用來(lái)重建核活動(dòng)釋放的131I水平，評(píng)價(jià)核活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的輻射影響。同時(shí)因?yàn)榈饩哂懈咚苄浴⑦w移性和親生物性，129I也是一種獨(dú)特的環(huán)境示蹤劑，可以用來(lái)示蹤放射性污染物及其他性質(zhì)相似污染物的環(huán)境擴(kuò)散和行為。 最近，我中心環(huán)境放射性課題組利用高靈敏度的加速器質(zhì)譜分析技術(shù)，配合電感耦合等離子體質(zhì)譜分析，研究了我國(guó)兩種時(shí)間序列載體（青海云杉樹輪和東海陸緣海沉積物）中的129I及其穩(wěn)定同位素127I的含量隨時(shí)間的變化趨勢(shì)。
通過(guò)分析樹輪樣品，獲得了青藏高原東北部邊緣過(guò)去55年間大氣中129I和127I的時(shí)間變化曲線，結(jié)果顯示青海云杉樹輪是一種可以靈敏地記錄區(qū)域大氣碘含量變化的可靠載體。結(jié)果表示在研究時(shí)段內(nèi)區(qū)域大氣中的127I含量升高了3倍左右。這主要?dú)w因于日益增加的化石燃料燃燒導(dǎo)致的碘釋放量的增加，以及人類活動(dòng)導(dǎo)致的全球增溫引起海洋碘釋放量增加。研究還重建了區(qū)域放射性沉降歷史、追溯了該區(qū)環(huán)境放射性物質(zhì)的來(lái)源及傳輸過(guò)程。除全球大氣核武器試驗(yàn)沉降來(lái)源外，我國(guó)羅布泊大氣核武器試驗(yàn)產(chǎn)生的放射性煙云也可隨對(duì)流層西北風(fēng)直接到達(dá)研究區(qū)，是該區(qū)域放射性的另一個(gè)來(lái)源，但該區(qū)域環(huán)境放射性總體水平仍然處于全球環(huán)境輻射本底范圍。西歐主要核燃料后處理廠的釋放是目前大氣中129I的主要來(lái)源，通過(guò)中緯度西風(fēng)環(huán)流將其傳輸至該域并保存在樹輪中。
圖1 青藏高原東北部邊緣青海云杉樹輪中127I的時(shí)間變化(a); 及與冰芯中記錄的127I的相關(guān)性關(guān)系(b)
圖2 青藏高原東北緣2個(gè)青海云杉樹輪中129I/127I比值的時(shí)間變化與對(duì)應(yīng)的核事件
本研究首次調(diào)查了我國(guó)東海陸緣海沉積物中129I的水平及其隨時(shí)間的變化，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的區(qū)域污染來(lái)源，表明我國(guó)東部沿海核電站沒(méi)有明顯的海洋放射性碘排放。129I的時(shí)間變化特征表明西歐主要核燃料后處理廠的排放，通過(guò)西風(fēng)環(huán)流和東亞冬季風(fēng)的共同作用在我國(guó)北方廣泛沉降，經(jīng)過(guò)雨水沖刷、入海河流、洋流轉(zhuǎn)移是其近年來(lái)海洋沉積物中129I的主要來(lái)源。羅布泊核試驗(yàn)的放射性物質(zhì)也可通過(guò)上述方式保存在沉積物中，但是其水平遠(yuǎn)不及現(xiàn)今核燃料后處理廠的釋放。該研究為污染物在海陸間的傳輸擴(kuò)散研究提供了新的視角。
圖3 東海陸緣海沉積物中129I/127I的時(shí)間變化與膠州灣沉積物中129I/127I、全球大氣核武器試驗(yàn)、羅布泊核試驗(yàn)、核燃料后處理廠排量的時(shí)間曲線對(duì)比圖
上述成果分別發(fā)表在國(guó)際期刊《Environmental Science & Technology》和《Environmental Pollution》上。相關(guān)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委、中國(guó)科學(xué)院等資助。
