Chap.8 marine radioactive pollution
8.1 海洋天然放射性
8.2 海洋放射性污染来源与分布
8.3 海洋放射性沉积作用
8.4 海洋放射性污染的危害
8.1 海洋天然放射性一、单个放射性元素（ 40K）
二、三个天然放射系元素 （铀系、锕系、钍系）
三、宇宙射线产物 （ 3H,14C,10Be,32Si,129I）
早期放射性单位为居里（ Ci），因居里夫人而得名。
1Ci=106μ Ci=1012μ μ Ci
1Ci=3.7× 1010次核衰变 /秒（ dps）
目前常用的放射性强度单位为贝克（ Bq）
1Bq=1dps（每秒钟衰变的次数）
1Ci= 3.7× 1010Bq
dpm,每分钟衰变的次数；
dph,每小时衰变的次数。
海水中几种重要天然放射性核素的放射性强度核素 A (μμCi/l) 核素 A (μμCi/l)
3H 0.6～ 3 226Ra 4～ 4.5× 10-2
14C 0.16～ 0.18 222Rn ≈2× 10-2
40K 320 210Pb 1～ 6.8× 10-2
87Ra 2.9 210Po 0.6～ 4.2× 10-2
238U 1.2 232Th 0.1～ 7.8× 10-4
234U 1.3 228Th 0.2～ 3.1× 10-3
230Th 0.6～ 4× 10-4 235U 5× 10-2
8.2 海洋放射性污染来源与分布一,
1、
2、
3,原子能工业和实验室二,
8.3 海洋放射性沉积作用
人工放射性物质入海后，其中大部分具有颗粒活性，被吸附在悬浮颗粒上，或通过凝集，
絮结等途径，沉于海底。因此，海洋沉积物是放射元素的贮藏所。
一,与沉积物径粒的关系二,
一,
海洋沉积物放射性比较：
泥沉积物 >沙沉积物 ；
细颗粒沉积物 >粗颗粒沉积物 ；
沉积物中垂直分布,
表层高，随深度加深逐渐降低。
沉积物中不同大小粒子的放射强度
100～ 200 26.0 2.0× 10-4
50～ 100 27.4 3.0× 10-4
20～ 50 22.6 9.0× 10-4
10～ 20 14.0 2.5× 10-3
4～ 10 6.1 4.6× 10-3
size Weight
%
A (μμCi/l)
(dry weight)
＜ 4 4.0 6.2× 10-3
二,
1,沉积物氧化或还原条件不同对放射性核素的影响 。
2,放射性元素重新从沉积物中释放进入上覆海水（扩散作用，海流冲击，底栖生物扰动）
8.4 海洋放射性污染的危害一,海洋生物的富集作用二,
几种食用水产品对主要放射性同位素的富集系数生物种类
90Sr
137Cs
66Zn 60Co 55Fe 54Mn
鱼类 0.1～ 0.3 10～
20
3× 104～
4× 104
20～ 80 500～ 3000 100～ 300
虾类 0.1～ 1 10～
30
1× 103～
4× 103
4× 103 1～ 4× 103 800
贝类 0.1～ 3.2 10 100～ 1000 100～
800
8× 103～
1.5× 104
103～ 104
藻类 1～ 10 1～ 10 100～ 1000 30～ 60 2～ 5× 103 1～
2× 103
Chap.9 Marine Thermal Pollution
9.1 Source
9.2 Effect
Thermal
Ma j or c a t e gor i es of wa t er po l l u t an ts
Ca t e g o r y E x a m p l es S o u rce s
A,C a u s e s h e a l t h p ro bl e m s
1,I n f e ct i o u s a g e n t s B a c t er ia,vi r u s es,p a r a si t e s Hu m an a n d a ni ma l e x c r e t a
2,O r g a n i c c h e mi ca l s P es ti c i d e s,p l a s t i c s,o il,g a s,
de t e r g e n t s
I n d u s t r i a l,h o u s e h o l d,a n d f ar m u s e
3,I n o r g a n ic c h e mi c al s Ac i d s,c a u s ti c s,s a l ts,m e t a l s I n d u s t r i a l e f f l u e n t s,h o u s e h o l d
c l ean s e r s,s ur f ac e r u n o f f.
4,R a d i o a c ti v e m a t e ri a ls U r an i u m,t hor i u m,c e si u m,
i od i n e,r a d o n
M i n i ng / p r o c e s s i n g o r e s,p o w e r p l an ts,
w e a p o n s,n a t u r a l s our c es
B,C a us es e c o s ys t e m di s r u p t i on
1,S ed im en t S o il,s ilt L a n d e r o s i o n
2,O
2
- de m a n d i n g w a s t e s An im a l ma n u r e a n d pl a n t
r es i due s
S e w a g e,a gr i cu lt u r a l r uno f f,p a p e r
m i l l s,f o o d p r o c e s s i ng
3,T h e r m a l H e a t P o w e r p l an ts,i n d u s tr i a l c o o li ng
Thermal Pollution = an increase in temperature
Can cause,thermal shock
parasites and disease
greater vulnerability to toxic pollutants
9.1 source of thermal pollution
1,definition
2,Sources
一、热污染
definition,大量的含热废水 (温排水 )不断地排入水体,可使水温升高,影响水质,危害水中生物生长,这种现象称为 热污染 。
一般情况下,在局部海区,如果有比该海区正常水温高 4℃ 以上的热废水常年注入时,就会产生热污染的问题 。
提高了水温的冷却水排到水体时,这水称为,温排水,。
温排水的温度一般高于环境 7～ 8℃ 。 大量的温排水排入海,局部海区就可能产生热污染 。 目前,在世界上大多数的海区,热污染还不十分明显 。
2,海洋热污染产生条件：
a）局部海区；
b）有高于该海区正常水温 4℃ 以上的温排水；
c）常年注入。
一、海洋热污染定义
1,主要为 电力工业冷却水 （ 火力发电厂、核电站 ）；
2,冶金，化工，石油，造纸和机械等工业排放的热废水。
二、海洋热污染的来源
9.1 海洋热污染来源二、热污染的来源工业热废水对海洋的污染,海洋热污染的主要来源是 电力工业冷却水,其次为冶金,化工,石油,造纸和机械等工业排放的热废水 。
据统计美国电力工业所用冷却水为总冷却水的 81.3%,冶金为 6.8%,化工 6.2%，
因此,一般可用电力工业的发展趋势做指标,来估 计将来热污染的情况 。
à 1ú 1¤òμ à? è′÷òa ·
μ? á| 1¤òμ
ò±?e 1¤òμ
ˉ 1¤1¤òμ
ü
9.1 海洋热污染来源
以煤、油为燃料的热电厂，只有三分之一的热量转变为电能，剩余热量则排入大气或随冷却水排出。
原子能发电厂几乎全部废热都进入冷却水中，约占其总热量的 75%，每生产 1度电约排放 1200大卡的热量。
一座 10万千瓦的火力发电厂，每秒钟排出温排水达 3～ 5吨，而同样规模原子能发电厂，每秒钟排出热水为 6～ 8吨。大量的能量以温排水的形式带据估计全世界的发电每年增长 7.2%，
十年就要增加一倍，尤其原子能发电站的迅速发展和使用，将需要更大量的冷却水，
排放更多的废热，危害可能更大，电力工业排出冷却水的温度，通常比吸入前升高
6～ 11℃,平均升高 7℃ 。
9.2 effects of thermal pollution
Examples
How to estimate the area of marine thermal pollution
Prevention and cure
examples
1、比斯坎湾热污染
2、浦底湾污热污染
1、比斯坎湾热污染
美国佛罗里达半岛有一火力发电厂，以每分钟 2000
立方米冷却水排入只有 1～ 2米的半封闭的比斯坎湾，
排水口附近最高日平均水温达 40℃ 。
发电厂的冷却水使海水升温,1968～ 1969年调查大约有 10～ 12公倾的水域，表层水温升高 4～ 5℃,60
公倾表层水温升高 3～ 4℃,整个升温海域超过 900
公顷。
由于发电厂排出热废水，改变了该海区的潮流方向。
此后，该地区又建两套原子能发电机，投产后所需冷却水每分钟增加了 5000千立方米，排出废水对海水的影响更大。
2、浦底湾污热污染
日本敦贺发电厂位于敦贺中岛最北端东部,发电量为
35万 7千瓦,冷却用的海水是从半岛东侧浦底湾中部
8～ 13米水深带取出 (浦底湾水容积 1,300万 m3)。
海水经流作冷却水后上升 7～ 9℃,成为废水,从西侧的排水口排入海湾 。 热废水流量 20m3/s,该厂热废水排放后,一边与周围海水混合,一边向海湾口扩散,高于自然海水 3℃ 以上,升温水域是自排水口起达 500米远,范围最大时沿着两侧沿岸达 1300米 。 增温 1℃ 以上的温水自排水口起达 2500米,最大可达 3000米 。
以垂直分布来看,在距排水口最近点,温排水影响达 6
米深,湾中间和湾口,受温排水影响在 4米内 。
How to estimate the area of marine
thermal pollution
温排水排海影响范围估算有许多研究模式,,新田式,经验式是由改变淡水扩散经验公式得到的 。
淡水扩散公式：
log S′=1.2291 log Q′+0.0855
式中,S′:受淡水影响的面积 (m2)； Q′：淡水排水流量
(m3／天 )
温排水扩散公式：
logS=1.2291 log (7/100） Q + 0.0855
式中,S：受温排水影响的面积 (m2)； Q：温排水排放量 (m3／天 )。
二、热污染影响面积估算三、海洋热污染的危害
海洋热污染 → 水温升高 → 水环境列化学,物理及生物学影响 → 海洋危害：
1,由于水温升高使水中溶解氧减少,水体处于缺氧状态,同时又使水生生物代谢率增高而需要更多的氧,造成一些水生生物在热效力作用下发育受阻或死亡； （ 主要危害 ）
2,降低生物繁殖率；
3,改变某些生物的回游路线；
4,改变污染水域藻类结构发生变化；
5,使生物种类和个体数目下降 。
6,可能加大海水中有害物质毒性 。
9.1 海洋热污染来源
1965 年澳大利亚曾流行过一种脑膜炎，后经科学家证实，其祸根是一种变形原由，由于发电厂排出的热水使河水温度增高，这种变形原由在温水中大量孳生，造成水源污染而引起了这次脑膜炎的流行。
比斯坎湾热污染调查结果表明，在水温升高 4℃ 以上的水域中，几乎所有的动植物绝迹，常见的硅藻、红藻和褐藻也消失了，而代之是高温种类的蓝绿藻大量地繁殖。
在水温升高 3℃ 以上的水域，动物的种类和个体数都有所下降。
三、海洋热污染的防治
1,首先是要改进冷却设备和方法,如以空气冷却代替水冷却,使进入海洋的热废水减少到最小的限度 。
2,根据海洋的特点,把热废水用管道排列远离海岸的水域,利用海水的扩散作用减少热废水的影响；
3,海洋深处抽取低温海水作冷却水,从而使所排出冷却水的温度不致高于表层海水 。
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8.1 海洋天然放射性
8.2 海洋放射性污染来源与分布
8.3 海洋放射性沉积作用
8.4 海洋放射性污染的危害
8.1 海洋天然放射性一、单个放射性元素（ 40K）
二、三个天然放射系元素 （铀系、锕系、钍系）
三、宇宙射线产物 （ 3H,14C,10Be,32Si,129I）
早期放射性单位为居里（ Ci），因居里夫人而得名。
1Ci=106μ Ci=1012μ μ Ci
1Ci=3.7× 1010次核衰变 /秒（ dps）
目前常用的放射性强度单位为贝克（ Bq）
1Bq=1dps（每秒钟衰变的次数）
1Ci= 3.7× 1010Bq
dpm,每分钟衰变的次数；
dph,每小时衰变的次数。
海水中几种重要天然放射性核素的放射性强度核素 A (μμCi/l) 核素 A (μμCi/l)
3H 0.6～ 3 226Ra 4～ 4.5× 10-2
14C 0.16～ 0.18 222Rn ≈2× 10-2
40K 320 210Pb 1～ 6.8× 10-2
87Ra 2.9 210Po 0.6～ 4.2× 10-2
238U 1.2 232Th 0.1～ 7.8× 10-4
234U 1.3 228Th 0.2～ 3.1× 10-3
230Th 0.6～ 4× 10-4 235U 5× 10-2
8.2 海洋放射性污染来源与分布一,
1、
2、
3,原子能工业和实验室二,
8.3 海洋放射性沉积作用
人工放射性物质入海后，其中大部分具有颗粒活性，被吸附在悬浮颗粒上，或通过凝集，
絮结等途径，沉于海底。因此，海洋沉积物是放射元素的贮藏所。
一,与沉积物径粒的关系二,
一,
海洋沉积物放射性比较：
泥沉积物 >沙沉积物 ；
细颗粒沉积物 >粗颗粒沉积物 ；
沉积物中垂直分布,
表层高，随深度加深逐渐降低。
沉积物中不同大小粒子的放射强度
100～ 200 26.0 2.0× 10-4
50～ 100 27.4 3.0× 10-4
20～ 50 22.6 9.0× 10-4
10～ 20 14.0 2.5× 10-3
4～ 10 6.1 4.6× 10-3
size Weight
%
A (μμCi/l)
(dry weight)
＜ 4 4.0 6.2× 10-3
二,
1,沉积物氧化或还原条件不同对放射性核素的影响 。
2,放射性元素重新从沉积物中释放进入上覆海水（扩散作用，海流冲击，底栖生物扰动）
8.4 海洋放射性污染的危害一,海洋生物的富集作用二,
几种食用水产品对主要放射性同位素的富集系数生物种类
90Sr
137Cs
66Zn 60Co 55Fe 54Mn
鱼类 0.1～ 0.3 10～
20
3× 104～
4× 104
20～ 80 500～ 3000 100～ 300
虾类 0.1～ 1 10～
30
1× 103～
4× 103
4× 103 1～ 4× 103 800
贝类 0.1～ 3.2 10 100～ 1000 100～
800
8× 103～
1.5× 104
103～ 104
藻类 1～ 10 1～ 10 100～ 1000 30～ 60 2～ 5× 103 1～
2× 103
Chap.9 Marine Thermal Pollution
9.1 Source
9.2 Effect
Thermal
Ma j or c a t e gor i es of wa t er po l l u t an ts
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A,C a u s e s h e a l t h p ro bl e m s
1,I n f e ct i o u s a g e n t s B a c t er ia,vi r u s es,p a r a si t e s Hu m an a n d a ni ma l e x c r e t a
2,O r g a n i c c h e mi ca l s P es ti c i d e s,p l a s t i c s,o il,g a s,
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3,I n o r g a n ic c h e mi c al s Ac i d s,c a u s ti c s,s a l ts,m e t a l s I n d u s t r i a l e f f l u e n t s,h o u s e h o l d
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4,R a d i o a c ti v e m a t e ri a ls U r an i u m,t hor i u m,c e si u m,
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2,O
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3,T h e r m a l H e a t P o w e r p l an ts,i n d u s tr i a l c o o li ng
Thermal Pollution = an increase in temperature
Can cause,thermal shock
parasites and disease
greater vulnerability to toxic pollutants
9.1 source of thermal pollution
1,definition
2,Sources
一、热污染
definition,大量的含热废水 (温排水 )不断地排入水体,可使水温升高,影响水质,危害水中生物生长,这种现象称为 热污染 。
一般情况下,在局部海区,如果有比该海区正常水温高 4℃ 以上的热废水常年注入时,就会产生热污染的问题 。
提高了水温的冷却水排到水体时,这水称为,温排水,。
温排水的温度一般高于环境 7～ 8℃ 。 大量的温排水排入海,局部海区就可能产生热污染 。 目前,在世界上大多数的海区,热污染还不十分明显 。
2,海洋热污染产生条件：
a）局部海区；
b）有高于该海区正常水温 4℃ 以上的温排水；
c）常年注入。
一、海洋热污染定义
1,主要为 电力工业冷却水 （ 火力发电厂、核电站 ）；
2,冶金，化工，石油，造纸和机械等工业排放的热废水。
二、海洋热污染的来源
9.1 海洋热污染来源二、热污染的来源工业热废水对海洋的污染,海洋热污染的主要来源是 电力工业冷却水,其次为冶金,化工,石油,造纸和机械等工业排放的热废水 。
据统计美国电力工业所用冷却水为总冷却水的 81.3%,冶金为 6.8%,化工 6.2%，
因此,一般可用电力工业的发展趋势做指标,来估 计将来热污染的情况 。
à 1ú 1¤òμ à? è′÷òa ·
μ? á| 1¤òμ
ò±?e 1¤òμ
ˉ 1¤1¤òμ
ü
9.1 海洋热污染来源
以煤、油为燃料的热电厂，只有三分之一的热量转变为电能，剩余热量则排入大气或随冷却水排出。
原子能发电厂几乎全部废热都进入冷却水中，约占其总热量的 75%，每生产 1度电约排放 1200大卡的热量。
一座 10万千瓦的火力发电厂，每秒钟排出温排水达 3～ 5吨，而同样规模原子能发电厂，每秒钟排出热水为 6～ 8吨。大量的能量以温排水的形式带据估计全世界的发电每年增长 7.2%，
十年就要增加一倍，尤其原子能发电站的迅速发展和使用，将需要更大量的冷却水，
排放更多的废热，危害可能更大，电力工业排出冷却水的温度，通常比吸入前升高
6～ 11℃,平均升高 7℃ 。
9.2 effects of thermal pollution
Examples
How to estimate the area of marine thermal pollution
Prevention and cure
examples
1、比斯坎湾热污染
2、浦底湾污热污染
1、比斯坎湾热污染
美国佛罗里达半岛有一火力发电厂，以每分钟 2000
立方米冷却水排入只有 1～ 2米的半封闭的比斯坎湾，
排水口附近最高日平均水温达 40℃ 。
发电厂的冷却水使海水升温,1968～ 1969年调查大约有 10～ 12公倾的水域，表层水温升高 4～ 5℃,60
公倾表层水温升高 3～ 4℃,整个升温海域超过 900
公顷。
由于发电厂排出热废水，改变了该海区的潮流方向。
此后，该地区又建两套原子能发电机，投产后所需冷却水每分钟增加了 5000千立方米，排出废水对海水的影响更大。
2、浦底湾污热污染
日本敦贺发电厂位于敦贺中岛最北端东部,发电量为
35万 7千瓦,冷却用的海水是从半岛东侧浦底湾中部
8～ 13米水深带取出 (浦底湾水容积 1,300万 m3)。
海水经流作冷却水后上升 7～ 9℃,成为废水,从西侧的排水口排入海湾 。 热废水流量 20m3/s,该厂热废水排放后,一边与周围海水混合,一边向海湾口扩散,高于自然海水 3℃ 以上,升温水域是自排水口起达 500米远,范围最大时沿着两侧沿岸达 1300米 。 增温 1℃ 以上的温水自排水口起达 2500米,最大可达 3000米 。
以垂直分布来看,在距排水口最近点,温排水影响达 6
米深,湾中间和湾口,受温排水影响在 4米内 。
How to estimate the area of marine
thermal pollution
温排水排海影响范围估算有许多研究模式,,新田式,经验式是由改变淡水扩散经验公式得到的 。
淡水扩散公式：
log S′=1.2291 log Q′+0.0855
式中,S′:受淡水影响的面积 (m2)； Q′：淡水排水流量
(m3／天 )
温排水扩散公式：
logS=1.2291 log (7/100） Q + 0.0855
式中,S：受温排水影响的面积 (m2)； Q：温排水排放量 (m3／天 )。
二、热污染影响面积估算三、海洋热污染的危害
海洋热污染 → 水温升高 → 水环境列化学,物理及生物学影响 → 海洋危害：
1,由于水温升高使水中溶解氧减少,水体处于缺氧状态,同时又使水生生物代谢率增高而需要更多的氧,造成一些水生生物在热效力作用下发育受阻或死亡； （ 主要危害 ）
2,降低生物繁殖率；
3,改变某些生物的回游路线；
4,改变污染水域藻类结构发生变化；
5,使生物种类和个体数目下降 。
6,可能加大海水中有害物质毒性 。
9.1 海洋热污染来源
1965 年澳大利亚曾流行过一种脑膜炎，后经科学家证实，其祸根是一种变形原由，由于发电厂排出的热水使河水温度增高，这种变形原由在温水中大量孳生，造成水源污染而引起了这次脑膜炎的流行。
比斯坎湾热污染调查结果表明，在水温升高 4℃ 以上的水域中，几乎所有的动植物绝迹，常见的硅藻、红藻和褐藻也消失了，而代之是高温种类的蓝绿藻大量地繁殖。
在水温升高 3℃ 以上的水域，动物的种类和个体数都有所下降。
三、海洋热污染的防治
1,首先是要改进冷却设备和方法,如以空气冷却代替水冷却,使进入海洋的热废水减少到最小的限度 。
2,根据海洋的特点,把热废水用管道排列远离海岸的水域,利用海水的扩散作用减少热废水的影响；
3,海洋深处抽取低温海水作冷却水,从而使所排出冷却水的温度不致高于表层海水 。
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