相关成果近日以“Records of Fukushima accident-derived cesium-137 in the Chukchi Sea sediment: Implication for a new time marker?”为题发表于地学权威期刊Science China Earth Sciences。

　　2011年3月11日，日本东岸的福岛第一核电站（FDNPP）因日本东部的太平洋区域大地震和随后引发的海啸洪水而遭受严重受损，向大气、海洋、土壤和地下水中释放了大量人工放射性核素。在2021年4月13日，日本政府决定，对福岛第一核电站数百万吨污染水进行处理，并于2023年春季开始排入大海，这一过程计划持续至少30年。福岛关键核素监测及其对环境影响的评价受到全球广泛关注，楚科奇海位于白令海峡北端，连接太平洋与北冰洋，地理位置重要，因此研究福岛事故释放的射核素到达楚科奇海的时间对评估福岛事故对北极地区的影响具有重要意义。

 

　　研究显示，源自福岛核事故的放射性核素于2017年通过洋流到达楚科奇。然而，福岛核事故核素在沉积物中的记录仍不清楚。海洋和湖泊的底层沉积物是反映环境变化（包括全球气候变化）和人类活动（包括特定时间的重大事件） 记录的档案。准确的沉积物沉积速率是研究物质输入历史变化的必要条件，放射性测年是测定沉积速率的常用方法，其中210Pbex和137Cs是主要的量化百年尺度的沉积速率的工具。137Cs（半衰期：30.2年）是一种危险的放射性核素，它通过热核试验、核电站事故（如切尔诺贝利和福岛核事故）以及核后处理设施和核电站的废水扩散到环境中。核武器试验产生的137Cs进入平流层底层，并扩散至全球，随后通过干湿沉降方式最终沉降到地球上，沉积柱样中的137Cs峰可以准确反映历史事件，也可以记录某些核活动。137Cs之所以能作为含水系统中的年代标记，是由于它的主要来源是核试验产生的大气沉降物，137Cs在1952年就被检测到，并在1963年达到最大值。此外，137Cs还有其他时间标记，例如1986年切尔诺贝利事故，该事故主要局限于斯堪的纳维亚国家和波罗的海地区，以及1973年（1951~1992年）爱尔兰海塞拉菲尔德（英国）核污水排放峰值。福岛核事故是否将会在某些海洋沉积物中出现2011年峰值记录尚不清楚。本研究基于210Pbex和137Cs计算的年代学记录来确定在楚科奇海底部沉积柱样中的福岛核事故衍生的放射性核素的到达时间。此外，本研究还阐明了这些放射性核素进入楚科奇海的可能方式。

 

　　1. 楚科奇海域沉积柱样中发现2011年福岛核事故峰值

 

　　通过采样地区大气监测站数据计算了福岛核事故爆发后短时间内采样地区137Cs大气沉降通量，对比于沉积柱样中计算出的137Cs沉降通量发现，虽然大气沉降通量较高于沉积物中沉降通量，但结合Cs在海水中的粒子亲和力很弱考虑，认为大气沉降可能是导致2cm处峰值出现的次要原因。

 

　　华东师范大学河口海岸学国家重点实验室任旭博士为论文第一作者，王锦龙青年研究员为通讯作者，合作者还包括 IMBeR 战略主任 Gi Hoon Hong教授和第三海洋研究所的钟强强副研究员、黄德坤和于涛研究员，研究得到上海市“一带一路国际联合实验室”项目资金支持。