青海湖地区不同盐度水体铀、钍同位素分布特征及环境指示意义

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1、分类号：Ｐ５９７＋．１学校代码：１０６９７１５３１５９９密级：２０：公开学号ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ硕士与ｍ字位论文ＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅＰｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒ音海湖地区不同盐度水体铀、钍同位素分布特征及环境指示意义学科名称：环境工程专业学位类别：工程硕士指导老师：张普副教授作者：莫玲童宁有丰高级工程师西北大学学位评定委员会二〇—八年六月Distributioncharacte

2、risticsofuraniumandthoriumisotopesindifferentsalinitywatersinQinghaiLakeareawithitsenvironmentalsignificanceAthesissubmittedtoinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinEnvironmentalEngineeringByMoLing-tongSupervisor:ZhangPuAssociateProfes

3、sorNingYou-fengSeniorEngineerJune2018摘要摘要具有不同半衰期的铀系放射性同位素被广泛应用在海洋沉积物、珊瑚和洞穴石笋中，是全球气候环境过程的计时器。湖水中的铀系核素在水体中不断释放能量进行放射性衰变，这种分馏特征不仅受到湖区水环境影响，还受到外源物质的影响，通过其在水中的分布特点，可以指示气候环境变化过程，具有重大价值。本研究从青海湖地区不同盐度的湖泊出发，以青海湖、德令哈托素湖和尕海水平向空间尺度和不同深度尺度的湖水为研究对象，样品经过富集、纯化、分离等化学过程获得铀

4、、钍元素后，使用多接收器电感耦合等离子质谱仪进行同位素分析。不同盐度湖水铀含量及同位素分布结果表明：(1)青海湖水平向空间尺度和三个垂直向深度剖面共45个样品铀含量变化范围为23423812.36~14.14μg/L，均值为13.59μg/L,U/U放射性活度比范围为1.876~1.892，均值为1.887。德令哈托素湖共9个样品铀含量范围为35.15~35.77μg/L，均值为35.48μg/L，234238U/U放射性活度比范围为1.460~1.464，均值为1.462。尕海不同站点共10个样品铀23

5、4238含量范围为18.23~18.53μg/L，均值为18.34μg/L，U/U放射性活度比范围为2342381.791~1.796，平均值为1.793。同一湖泊水体中的铀含量和U/U放射性活度比在空间尺度和深度尺度变化较小，与铀元素在海洋水体中的分布一样，呈现均匀状态。通过对湖水铀含量和TDS值、盐度、pH值相关性分析可知，同一湖泊中铀含量与TDS值和盐度呈良好的正相关性，而湖水中的铀含量与pH值呈一定程度的负相关性。234238(2)青海湖铀含量和U/U放射性活度比整体分布均匀，但北湖区、南湖区、西

6、234238湖区存在微弱差异，铀含量关系为北湖区＞南湖区＞西湖区，U/U放射性活度比关系为西湖区＞南湖区＞北湖区，说明水体环境中的径流、氧化条件和补给区岩性存在差异，指示北湖区水中氧化条件最好，径流条件最强，三叠纪地层带来的物源条件最为丰富。而西湖区氧化条件较差，存在弱径流条件，志留纪地层中携带的物源条件较弱。(3)托素湖湖水的TDS值、盐度和pH值在三个湖泊中均不是最高，但铀含量是青海湖和尕海的两倍左右，可能与湖泊周围存在铀矿和泥火山中的高铀矿物有关，使得托素湖可以得到高铀物质的补给，在高温高压环境下，

7、地层中高铀矿物破碎后经过地下水在孔隙中运移注入托素湖，在湖水高溶解氧条件下，导致铀含量偏高。232230230湖水Th、总溶解态Th和Thxs分布结果表明：I西北大学硕士学位论文232230(1)青海湖Th含量范围为0.27~15pmol/kg，平均值为2.21pmol/kg，总溶解态Th230含量范围为0.07~20.55micro-Bq/kg，均值为8.95micro-Bq/kg，Thxs含量范围为2320.08~20.31micro-Bq/kg，均值为7.59micro-Bq/kg；托素湖Th含量范

8、围为0.64~11.71230pmol/kg，平均值为9.03pmol/kg，总溶解态Th含量范围为10.55~14.53micro-Bq/kg，230均值为12.53micro-Bq/kg，托素湖Thxs含量范围为4.29~11.52micro-Bq/kg，均值为2326.23micro-Bq/kg。尕海Th含量范围为8.33~44.94pmol/kg，平均值为13.82pmol/kg，230230总溶解态Th含量范围8.5