地球環(huán)境研究所揭示高山地區(qū)是跨境氣態(tài)放射性碘的重要匯區(qū)

放射性碘因其高揮發(fā)性和遠(yuǎn)距離大氣傳輸擴(kuò)散能力，是核活動(dòng)和核事故后重要的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)核素。其中，長(zhǎng)壽命核素129I可作為理想示蹤劑，用于示蹤氣態(tài)放射性碘的跨境遷移與沉降過(guò)程。然而，放射性碘在高山地區(qū)的沉降與滯留機(jī)制長(zhǎng)期缺乏系統(tǒng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)研究，制約了對(duì)其跨境環(huán)境放射性影響的科學(xué)評(píng)估。

基于此，中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所侯小琳研究員團(tuán)隊(duì)以秦嶺太白山為研究對(duì)象，沿顯著海拔梯度系統(tǒng)采集表層土壤、苔蘚、松針及季節(jié)性植被樣品，首次從多介質(zhì)角度揭示了跨洲際傳輸氣態(tài)放射性碘在高山生態(tài)系統(tǒng)中的沉降特征與控制機(jī)制。研究結(jié)果表明，129I與127I在不同環(huán)境介質(zhì)中沿海拔呈現(xiàn)顯著的“三峰式”分布特征（圖1），其中約3000 m高程處出現(xiàn)最顯著的富集，129I水平較低海拔區(qū)域高出一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。結(jié)合大氣后向軌跡聚類分析發(fā)現(xiàn)，該高值主要來(lái)源于中緯度西風(fēng)帶輸送的跨洲際氣態(tài)放射性碘，其源區(qū)與歐洲核燃料后處理設(shè)施釋放的129I高度一致（圖1）。進(jìn)一步分析表明，高山地區(qū)獨(dú)特的地形抬升效應(yīng)、顯著的地形降水以及有機(jī)質(zhì)含量較高的土壤環(huán)境，共同促進(jìn)了氣態(tài)放射性碘的高效沉降與長(zhǎng)期滯留，使山區(qū)成為跨境放射性污染物的重要“匯區(qū)”。

該研究首次通過(guò)實(shí)地觀測(cè)證實(shí)，高山生態(tài)系統(tǒng)在全球放射性碘循環(huán)中具有顯著的放大效應(yīng)，為認(rèn)識(shí)揮發(fā)性放射性核素在陸地系統(tǒng)中的遷移歸趨提供了關(guān)鍵證據(jù)，對(duì)核環(huán)境安全評(píng)估和核應(yīng)急防護(hù)具有重要科學(xué)意義。

上述成果于2025年12月發(fā)表在國(guó)際期刊Journal of Hazardous Materials。王妍蕓助理研究員為第一作者，侯小琳研究員為通訊作者，研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金和中國(guó)科學(xué)院相關(guān)項(xiàng)目資助。

Wang Yanyun; Zhou Jie; Lin Mu; Fan Yukun; Cheng Peng; Zhang Luyuan; Jiang Huan; Chen Ning; Liu Qi; Xu Ge; Hou Xiaolin*; Transboundary dispersion and deposition of gaseous radioactive iodine revealed by anthropogenic 129I in mountainous regions, Journal of Hazardous Materials, 2026, 501: 140722.

https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.140722

圖1. 太白山不同海拔129I和127I的高程分布及其“放大效應(yīng)”示意圖