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129I作为碘的长寿命放射性核素,主要来自于核武器试验和核燃料后处理厂排放。因其在海洋中较长的滞留时间及其在海洋中的稳定性,129I被认为是理想的海洋示踪剂,常用于鉴定海洋中的水团来源和不同水团之间的交换与相互作用。本研究采用共沉淀和离子交换方法结合AMS测量分析了2013年8月采集于东海表层和剖面、2014年4月采集自渤海和黄海表层和剖面、2010年10月采集自大西洋的海水样品中的129I、127I及其化学形态。通过129I及其形态的分布,探讨了我国渤海、黄海、东海,以及30°N-55°S大西洋的海水交换规律。主要结论如下: 1)我国渤海、黄海、东海海域海水中129I浓度为(0.58-4.16)×107atoms/L,平均浓度为1.72×107atoms/L。129I/127I原子比为(3.18-120)×10-11。我国渤海、黄海、东海海域海水中129I主要源于大气层核武器试验和欧洲核后处理厂排放通过大气沉降沉积在我国陆地地表后再经地表径流进入河流,汇集后主要通过长江、黄河等注入我国海域。 通过对我国渤海、黄海、东海海域129I水平和分布情况的分析可以判断,2011年3月的日本福岛事故和我国核电站的日常运行对我国渤海、黄海、东海海域海水中129I水平无明显影响。 2)东海表层海水中129I浓度和形态分析可以示踪洋流循环及水团作用。夏季长江冲淡水注入东海后向北向济州岛方向延伸,向南到达北纬26°。在东海表层,台湾暖流北上与长江冲淡水混合,与之平行的黑潮沿大陆架边缘向北,其中一个分支南侵从表层入侵东海。东海海水剖面的129I浓度和形态分布表明,在瑶华峡谷附近黑潮出现上涌现象,同时在东海大陆架边缘出现多个涡流。 3)渤海和黄海海水129I和127I形态分布结果显示,渤海沿岸河流流入的淡水向渤海中心运动,并进一步进入黄海,同时黄海沿岸水向南、向东向黄海开放海域运动。黄海开放海域海水向北运动到黄海北部,甚至可通过黄渤海交界进入渤海。 4)渤海和黄海海水中碘的形态变化反映了渤海和黄海海洋环境的变化。渤海海水碘主要以碘化物的形式存在,黄海沿海海域碘化物/碘酸根的比值明显高于开放海域,表明河流输入的营养物质导致沿岸海域浮游植物,微生物活动上升,使碘酸根转化为碘化物。 5)30°N以南大西洋表层海水129I浓度在(0.40-22)×107atoms/L之间,129I/127I比值在(1.63-70.7)×10-11之间,比核前海水中129I水平(129I/127I=1.5×10-12)高1-2个量级,说明该区域129I主要来自于人类核活动。北半球佛得岛以北海域海水中129I主要来自于Sellafield和La Hague核后处理厂向大气排放的129I或排放于海洋中的129I的二次释放以及Marcoule核后处理厂通过河流向地中海的排放。而南半球大西洋的大部分海域,129I主要来自于1940s-1980s年间全球大气核武器试验释放的129I的沉降及海洋中129I二次释放。 6)大西洋海域海水中129I的分布表明,加纳利寒流携带较高浓度的129I沿非洲西海岸向南运动,由于北大西洋中心水的影响造成了佛得角附近的129I水平较高。受亚马逊河影响,北赤道逆流129I水平较高。受南赤道暖流和巴西暖流影响,129I水平总体上呈现由北向南逐渐降低的趋势。 7)本区域海水129I-/129IO3-高比值区主要出现在河流注入或上涌区。不同洋流之间的混合促进了浮游生物生长,提高了初级生产力,而海水中浮游生物的生长会直接的影响海水中碘酸根向碘离子的转化。