基于同位素技术研究氚化氢在土壤中的转化机理

Nuclear facilities such as nuclear power plant and fuel reprocessing plant would release much tritium to the atmosphere, and the main forms include HTO, HT and CH3T. Among them, HT would be easily oxidized to HTO by microorganisms in soil, and then get into the food chain, causing harm to life. Thus, to research the transformation velocity of HT in soil and know the transformation mechanism of HT in soil is the significant premise for accurately evaluating or predicting the effect of tritium releasing from nuclear facilities to the environment. Researches indicate that due to the differences of soil structure ,soil moisture and pH, the microorganism community distribution in different kind of soil, different kinds of soil have different ability of HT transformation. As a big player in nuclear , there are various soil type in our country, so it is very necessary to carry on HT transformation research aimed on soil types in our country.. This program would use the isotope technology to research the mechanism of HT transformation in different soil types around nuclear facilities in our country. We would explore the optimal conditions and the distribution characteristic of microorganisms community related to HT oxidation by experiment, and based on the experiment results to conduct a function model of HT transformation velocity varying with the factors, such as soil temperature, soil moisture, pH value and HT concentration, in order to provide the theoretical basis for the site selecting and environmental impact assessment when our country build nuclear facilities.

核电站及乏燃料后处理厂等核设施会向周围大气环境中释放大量气态氚，其中，HT很容易被土壤中微生物氧化为HTO，从而进入食物链，危害生命体健康。因此，研究HT在土壤中的转化速率，掌握HT在土壤中的转化机理是准确评估或预测核设施释放的氚对环境影响的重要前提。研究表明，由于不同类型土壤的土壤结构、含水量及pH值等物性条件、微生物群落分布等差异很大，因此不同类型土壤对HT的转化能力不同。我国作为核电大国，土壤类型多种多样，很有必要针对我国土壤进行HT转化的研究。. 本项目拟利用同位素技术研究HT在我国核设施附近不同类型土壤中的转化机理，通过实验探究HT在不同类型土壤中的最佳转化条件以及与HT氧化相关的土壤微生物群落分布特征，并在实验基础上建立HT在不同类型土壤中的转化速率随土壤温度、土壤含水量、pH值及HT浓度等影响因素变化的函数模型，为未来我国核设施建设的选址和环评提供理论依据。

核电站及乏燃料后处理厂等核设施会向周围大气环境中释放大量气态氚，其中，HT很容易被土壤中微生物氧化为HTO，从而进入食物链，危害生命体健康。因此，研究HT在土壤中的转化速率，掌握HT在土壤中的转化机理是准确评估或预测核设施释放的氚对环境影响的重要前提。研究表明，由于不同类型土壤的土壤结构、含水量等物性条件、微生物群落分布等差异很大，因此不同类型土壤对HT的转化能力不同。我国作为核电大国，土壤类型多种多样，很有必要针对我国土壤进行HT转化的研究。. 基于此，本项目开发建立了利用同位素技术研究HT在土壤中转化速率的方法和实验平台，并在此基础上进行了H2在不同土壤环境条件下的转化实验。本项目采集了秦山核电站和四川江油两地的土壤，探究了HT在这两种土壤中不同环境条件下的转化速率。结果表明，HT在土壤中的氧化速率受HT浓度的影响曲线符合酶促反应的特征；其受温度影响在0~50℃范围内呈现先升高后降低的趋势，HT在夏家湾土壤和江油土壤中的最佳氧化温度分别为~30℃和~40℃；而含水率对HT在两种土壤中的氧化速率影响也呈现出随含水率的增大基本呈现出先增大后降低的趋势，其最佳转化条件在10%~20%范围内。. 此外，本项目还通过对土壤含yyhl基因的微生物进行检测，分析识别了不同地区土壤中HOB的种类，其中，夏家湾和江油两地的HOB优势物种主要是Paraburkholderia和Mycolicibacterium两种细菌。本项目研究为建立针对我国典型核设施周围土壤中HT的转化模型提供了研究基础和依据，为初步揭示HT在土壤中的转化机理提供了理论和实验依据。