南水北调东线山东境内分为南北、东西两条输水干线, 形成“ T”字形输水大动脉, 干线全长1 191km。其中南北输水干线一路向北, 穿过黄河进入河北, 全长487km; 东西输水干线由济南转弯, 接济整个胶东半岛, 全长704km。采用统计学方法对沿线土壤进行放射性调查, 可以摸清沿线土壤放射性水平, 为南水北调东线山东段提供土壤放射性的背景资料。

1 材料和方法 1.1 仪器和标准源

中国原子能研究院研制的HPGe-γ能谱仪测量系统(型号: CIAE-MMCA 8000), ¹³⁷Cs的能量分辨率为1.69keV; BH1216低本底α、β测量装置。铀镭平衡粉末标准源(P-×80-2, 1980年11月); 天然铀标准溶液为一级纯, 用U₃O₈配制成1mg/ml; 二级纯氯化钾。

1.2 样品采集

根据统计学要求和研究目的, 土壤采集布点分别为:江苏入境至黄河段有韩庄泵站、万年闸泵站、台儿庄泵站、长沟泵站、邓楼泵站、八里湾泵站; 过黄河向北干线有聊城、夏津; 向东供水干线有济平渠首、睦里庄闸、柴庄闸、金家堰闸、宋庄泵站、王耨泵站、东宋泵站、黄水河泵站、村里隧洞、黄务泵站、卧龙隧洞。取样时选择在上述采样点附近平整地段, 采集耕作层的土壤样品3kg。

1.3 测量方法 1.3.1 厚层法

总α、总β测量采用厚层法。

1.3.2 ⁹⁰Sr

采用硫酸盐EDTA络合沉淀法。

1.3.3 HPGe-γ能谱法

剔除杂草、碎石等异物的样品经100 ℃烘干至恒重, 粉碎后100目过筛称重后装入与刻度谱仪的体标准源相同形状和体积的样品盒中, 密封, 放置21d周后用HPGe-γ能谱法测量。

1.4 统计学处理

采用统计学软件SPSS, 对土壤有关核素进行直线相关分析。

2 结果 2.1 山东段主要湖区底泥中的放射性水平

南水北调东线山东段土壤放射性水平见表 1。从表 1可知, 山东段土壤中总α平均活度浓度为7.30×10²Bq·kg^-1, 低于黄河土壤中总α平均活度浓度10.04×10² Bq·kg^-1。山东段土壤中总β平均活度浓度为6.57×10²Bq·kg^-1, 与黄河土壤中总β平均活度浓度7.07 ×10² Bq ·kg^-1[1]相接近。山东段各布样点土壤中⁶⁰Co均未测出, 未在表 1中列出。山东段土壤中⁹⁰ Sr平均活度浓度为6.14Bq·kg^-1, 低于黄河土壤中⁹⁰ Sr平均活度浓度1.01×10¹Bq·kg^-1[1], 但高于汉江沿岸与洞庭湖土壤中⁹⁰ Sr平均活度浓度为0.73、1.56 Bq·kg^{-1[2, 3]}。山东段土壤中¹³⁷Cs平均活度浓度为4.80 ×10^-1 Bq· kg^-1, 低于黄河土壤¹³⁷Cs平均活度浓度0.69Bq·kg^-1[1], 低于我国陆地土壤中¹³⁷Cs平均活度浓度10.15 Bq·kg^-1[4], 远低于美国橡树岭泛洪平原土壤中¹³⁷Cs活度浓度范围0.74 ~ 2.22 ×10² Bq· kg^-1[5], 也低于我国台湾省土壤中¹³⁷Cs活度浓度范围1.9 ~ 11.1^[6]。山东段土壤中²³⁸U平均活度浓度和范围与世界土壤中²³⁸U平均活度浓度和范围相接近, 分别为2.40 ×10¹(1.35~ 3.50) ×10¹ Bq·kg^-1和2.50×10¹(1.0~ 5.0)×10¹ Bq·kg^-1[7]。山东段土壤中²²⁶Ra平均活度浓度与我国土壤中²²⁶Ra平均活度浓度接近, 分别为3.14 ×10¹和3.76×10¹Bq·kg^-1[4], 低于1975年美国公布的土壤中的背景值7.7×10¹ Bq·kg^-1[5]。山东段土壤中²³²Th范围和平均活度浓度(2.71~ 5.44)×10¹ Bq·kg^-1、3.47×10¹ Bq·kg^-1与黄河土壤中²³²Th范围和平均活度浓度(2.40 ~ 5.84)×10¹ Bq· kg^-1、3.94×10¹Bq·kg^-1[1]相接近。山东段土壤中40 K平均活度浓度与我国土壤及黄河土壤中40 K平均活度浓度接近, 分别为5.01×10²、5.64×10²、5.84×10²Bq·kg^-1[1]但大于世界土壤中40 K平均活度浓度3.70×10² Bq·kg^-1[7]。

2.2 有关放射性核素的相关分析

南水北调东线山东段沿线土壤中有关放射性核素分析见表 2。土壤中只有226Ra与238U一项相关, 可能与土壤表面受到大气中的化学物质作用、水流冲刷、动植物及微生物的富集等作用, 使得放射性核素在土壤中再分布有关。

3 结论

本次调查表明, 南水北调东线山东段沿线土壤的放射性核素的平均活度浓度总体上处在本底水平。