数电课件1第六章
96页1、第六章 放射性物质在岩石、土壤和地下水的行为,个人介绍,姓名:位楠楠 联系方式: 邮箱: 办公地点:核技术学院316室,环境监测与评价,核设施辐射环境影响评价框图,水循环,目录,岩石,1、地质作用与岩石的形成,侵入型岩浆岩,喷出型岩浆岩,岩浆,沉积、固结,沉积岩,变质岩,高温高压变质,高温高压变质,风、流水等外力的侵蚀、搬运、堆积,接触岩浆后重融、再生,冷却凝固,岩石风化碎屑,除原生放射性核素外还有某些宇生放射性核素(14C、3H等)及重元素自发裂变或诱发产生的95Zr、137Cs等天然裂变产物核素。,天然放射性核素,大气核试验,核设施放射性流出物,铀矿冶废矿石及尾矿堆场,高放射性废物地址处置库,土壤是由固体、液体和气体三相共同组成的多相体系,其相对含量因时因地而异。 土壤固相:包括土壤矿物质和土壤有机质。 土壤液相:指土壤中水分及其水溶物。 土壤气相:典型土壤约有30%的体积是充满空气的孔隙。所以土壤具有疏松的结构。,土壤,次生矿物 化学风化,化学组成和结晶构造都有所改变,在土壤形成过程中,原生矿物以不同的数量与次生矿物混合成为土壤矿物质。,土壤中的空气,土壤是一个多孔体系,在水分不
2、饱和的情况下,孔隙中充满空气。土壤空气主要来自大气,其次来自土壤中的生物化学过程。 土壤空气是不连续的,它存在于被土壤固体隔开的土壤孔隙中,其组成在不同位置是有差异的。,土壤空气与大气组成有较大的差别,(1)土壤空气是一个不连续的体系 。 (2)CO2含量一般远比在大气中高,氧的含量则低于大气。造成这种差别的原因是土壤中植物根系的呼吸作用、微生物活动中有机物的降解及合成时消耗其中的O2,放出CO2。 (3)土壤空气一般比大气含有较高的水量。土壤含水量适宜时,相对湿度接近100%。 (4)除此之外,由于土壤空气经常被水汽所饱和,在通气不良情况下,厌氧细菌活动产生的少量还原性气体如CH4、H2S、H2也积累在土壤空气中。,土壤水分 土壤水实际上是土壤中各种成分和污染物土壤溶液。因此土壤水分既是植物养分的主要来源,也是进入土壤的各种污染物向其他环境圈层迁移媒介。 (1)吸着水 (2)膜状水 (3)毛管水 (4)重力水,吸着水 定义:固相土粒靠其表面的分子引力和静电引力从大气和土壤空气中吸附气态水,附着于土粒表面成单分子或多分子层,称为吸湿水。 特点:水分子呈定向紧密排列、密度1.22.4g/
3、cm3、无溶解能力、不能以液态水自由移动,也不能被植物吸收。 最大吸湿量:吸湿水达到最大值,此时的土壤吸湿水量就叫做最大吸湿量。,No water remains attached to soil particles,膜状水 定义:吸湿水达到最大后,土粒还有剩余的引力吸附液态水,在吸湿水的外围形成一层水膜,这种水分称为膜状水。 特点:较易移动,对植物有效。 最大分子持水量:当膜状水达到最大厚度时的土壤含水量称为最大分子持水量。,毛管水 定义:靠毛管力保持在土壤孔隙中的水分称为土壤毛管水。 特点:可以在土壤毛管中上下左右移动、具有溶解养分的能力、作物可以吸收利用。毛管水的数量主要取决于土壤质地、腐殖质含量和土壤结构状况。 田间持水量:管悬着水达到最大时的土壤含水量称为田间持水量。田间持水量的变化范围:砂土为:160-220g/kg;壤土为:220-300 g/kg;粘土为:280-350 g/kg。,重力水 定义:土壤重力水是指土壤水分含量超过田间持水量之后,过量的水分不能被毛管吸持,而在重力的作用下沿着大孔隙向下渗漏成为多余的水。 饱和持水量:土壤所有孔隙都充满水分时的含水量称为土壤全
4、蓄水量或饱和持水量。,Pore Spaces are filled with water,腐殖质层:有机物质的聚集层。 淋溶层:由于淋溶作用而使物质迁移和损失的土层。 淀积层:是淋溶层迁移和损失的物质聚集的土层。 母质层:未受成土作用影响的土层,土壤垂直剖面的分层现象,天然放射性核素,大气核试验,核设施放射性流出物,放射性废物近地表处置库,地下水,包气带的分层,土壤水带:接近地表,植物根系发育,微生物活动较频繁 毛细水带:包气带底部由地下水面支持的毛细水构成毛细水带 中间带:包气带厚度较大时,在土壤水带与毛细水带之间还存在中间带,重力水:自由水面以下的孔隙自由水,在重力作用下可在土中自由流动 毛细水:由于土体孔隙的毛细作用升至自由水面以上的水。毛细水承受表面张力和重力的作用,hc,毛细水,重力水,- 强结合水: 排列致密,密度1g/cm3 冰点处于零下几十度 完全不能移动,具有固体的特性 温度略高于100C时可蒸发 - 弱结合水: 受电场引力作用,为粘滞水膜 外力作用下可以移动 不因重力而流动,有粘滞性,粘土 颗粒,引力,d,水分子,阳离子,强结合水,弱结合水,自由水,结合水:受颗粒表
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