【研究意义】大陆向海洋输送物质的途径主要有大气沉降和陆地径流，在河口海湾及近岸环境中，陆地径流对物质的输入有着举足轻重的作用。土壤侵蚀是陆地径流为海洋输送物质的主要形式，也引起很多世界性环境问题，而了解土壤的迁移过程及侵蚀速率是治理土壤侵蚀的基础^[1-2]。海岸带是海陆相互作用最为活跃、对人类活动及全球变化反应最为敏感的区域，是研究陆海交互作用的重点目标。【前人研究进展】近50年来，¹³⁷Cs作为放射性示踪元素被广泛应用于海洋、湖泊、湿地、河流等多种沉积物的沉积年代研究。潘少明等^[3]使用¹³⁷Cs研究海南岛洋浦港、福建厦门外港和浙江象山港的现代沉积速率并探讨现代沉积过程的变化。夏小明等^[4]探讨了东海沿岸海底沉积物中的¹³⁷Cs和²¹⁰Pb的分布情况及沉积环境。Bai等^[5]通过研究¹³⁷Cs与⁷Be在南湖泊及土壤中的沉积速率，探索该区域内土壤侵蚀情况。王爱军等^[6]利用¹³⁷Cs和 ²¹⁰Pb研究了江苏王港盐沼的现代沉积速率及现代沉积过程的变化情况。王福等^[7]利用²¹⁰Pb和¹³⁷Cs研究了渤海湾地区的现代沉积速率。Everett等^[8]以¹³⁷Cs和Pu为示踪元素，探讨了澳大利亚Herbert河流的土壤侵蚀状况，研究表明沉积物中¹³⁷Cs与Pu的比活度具有很好的相关性。Hancock等^[9]利用¹³⁷Cs和Pu作为记年工具测量了新西兰和澳大利亚湖泊与海湾中沉积物的沉积速率。徐伟等^[10]研究了广西北部湾沿岸土壤¹³⁷Cs背景值及分布特征。【本研究切入点】国内关于南海地区¹³⁷Cs的研究数据相对较少，研究区域主要集中在南海珠江口、南海近海海域及大亚湾等区域。刘怀等^[11]对南海珠江口及邻近海区进行研究，结果表明，¹³⁷Cs对珠江口海区放射性强度的影响较小，天然放射性铀、钍系列和天然放射性⁴⁰K等影响较大。陈进兴等^[12]测量了南海近海各种生物中¹³⁷Cs含量，约为0.4~0.9 Bq/kg。刘广山等^[13]测定了大亚湾与南海东北部海域中沉积物¹³⁷Cs含量。南海东北部沉积物中¹³⁷Cs含量约为1.04~1.52 Bq/kg，大亚湾海域的¹³⁷Cs含量约为0.92~3.72 Bq/kg，高于南海东北部；与中国其它海域的¹³⁷Cs含量相比，南海东北部海域沉积物中¹³⁷Cs含量稍低，且其沉积物中的¹³⁷Cs含量随离岸距离呈减小趋势，而广西北部湾河口及海湾沉积物中¹³⁷Cs的含量测定未见报道。【拟解决的关键问题】以北部湾近岸河口沉积物为研究对象，分析沉积物中的¹³⁷Cs分布特征，为北部湾沿岸区域土壤侵蚀和堆积状况的定量研究以及防城港红沙核电站运行对周围环境影响评价提供科学依据。

选择北海、钦州、防城港等3个地区，研究范围21.40°~22.00°N, 108.0°~109.2°E的，采样点地理位置及样品描述见表 1。样品的采集分两次进行，第一次取样时间是2012年7月，采样点为防城港核电站周边陆地及北部湾相关河口(南流江、北仑河等)红树林生长区域。第二次采样时间是2012年8月，采样地点是防城港核电站周边海域。现场将样品密封在分样袋中，带回实验室进行预处理，然后进行了¹³⁷Cs比活度分析。

先将沉积物样品从分样袋中取出，分别放于陶瓷研钵中，并放入干燥箱中加热烘干，再用陶瓷研钵对干燥的土壤进行研磨，过筛，将研磨好的土壤装入圆柱形塑料样品盒内，最后用电子天平称取样品的重量，并在样品盒上标记。

比活度分析采用γ谱仪直接测量，用美国ORTEC公司生产的GMX系列高纯锗同轴探测器测量¹³⁷Cs的放射性活度，探测器的效率为40%。探测器置于老铅制成的铅室中，经过铅室屏蔽，可将本底降低至无铅室屏蔽时的10%。样品测量时间为24 h，并使用标准样品进行比对校正。高纯锗γ谱仪主要由高纯锗探头、前置放大器、主放大器、多道采集卡、高压电源以及电脑(能谱分析软件GammaVision 6.08)。部分样品在广西辐射环境监督管理站进行比对测量，测量所用高纯锗γ谱仪为Canberra公司宽能探测器，分析软件为Genie2000。

使用相对法测量¹³⁷Cs比活度，其计算公式如下：

其中A₀为标准样的比活度，m₀为标准样的质量，t₀为标准样的计数时间，S₀为标准样的有效计数(¹³⁷Cs 661.6 keV全能峰的总计数)；A_x为待测样的比活度，m_x为待测样的质量，t_x为待测样的计数时间，S_x为待测样的有效计数。

标准样比活度A₀为61.7 Bq/kg(1999年)，衰变校正至2013年，为44.65 Bq/kg，m₀为123.11 g，计数时间t_x与t₀均为24 h。各沉积物样品中¹³⁷Cs的比活度见表 1。

表 1(Table 1)

表 1 采样点位置及测量结果 Table 1 Latitude and longitude of sampling sites and 137Cs results 样品号 Sample number 采样点位置 Sampling sites 137Cs比活度 Specific activity of 137Cs (Bq/kg) 采样点描述 Description of sample sites 30 E108°03′19″，N21°32′15″ 0.20±0.02 北仑河口沉积物 Sediment from Beilun estuar 31 E108°01′50″，N21°32′59″ 2.85±0.25 北仑河口，竹山河道内的泥 Mud from river in Zhushan Village, near Beilun estuar 33 E108°35′37″，N21°48′29″ 0.44±0.07 钦州港公园附近的红树林边底泥 Mud from mangrove at Qinzhou Port Park 34 E108°45′59″，N21°37′13″ 0.61±0.06 三娘湾近岸沉积物 Sediment from Sanniang Bay 35 E108°50′24″，N21°40′39″ 3.09±0.24 炮台附近海湾内，山坡雨水冲积红色泥沙 Red sand adjoins alluvial soil from Paotai Village 36 E109°10′30″，N21°24′51″ 0.37±0.04 北海银滩附近红树林泥样 Sand and mud from mangrove near Beihai Silver Beach 38 E109°0′56″，N21°36′54″ 0.71±0.07 南流江入海口附近潮水闸口泥样 Sand and mud from tidal gateway of Nanliu River 40 E108°35′30″，N21°43′7″ 0.37±0.04 钦州港底泥 Mud from Qinzhou Port 41 E108°34′30″，N21°40′32″ 0.53±0.05 红沙核电厂外海底泥 Mud from open sea at Hongsha nuclear power plant 42 E108°38′1″，N21°41′26″ 0.10±0.01 钦州港码头西延底泥 Mud from the west extension of the Qinzhou Port 43 E108°33′12″，N21°36′42″ 0 大坪坡外海底泥，大面积养大蚝 Mud from oyster farming at the open sea of Dapinpo 44 E108°41′7″，N21°37′48″ 2.60±0.24 钦州港新建填海堤外沉积物 Sediment from recently sea filling area at Qinzhou Port 45 E108°43′12″，N21°38′4″ 0 犀牛脚镇外海1 km底泥 Mud from the open sea with 1 km distance to Xiniujiao Town 46 E108°38′10″，N21°44′35″ 2.92±0.37 金鼓江养殖区，桥内底泥 Mud under the bridge and in the aquicultural farm area at Jingu River 47 E108°35′32″，N21°44′50″ 2.80±0.26 钦州港红树林土壤 Soil from the center of mangrove at Qinzhou Port 48 E108°35′31″，N21°44′23″ 2.32±0.24 钦州港红树林土壤 Soil from the center of mangrove at Qinzhou Port 49 E108°35′37″，N21°44′25″ 0.87±0.12 钦州港红树林土壤 Soil from the center of mangrove at Qinzhou Port 50 E108°35′4″，N21°49′48″ 0.66±0.06 钦江口底泥，航道旁，排污口附近 Mud from Qinjinang estuary，near waterway and sewage outfall 51 E108°33′55″，N21°48′18″ 1.37±0.10 钦江口外3 km底泥，航道旁 Mud from the open sea with 3 km distance to Qinjiang estuary and near waterway 52 E108°31′8″，N21°46′48″ 5.94±0.20 茅岭江出口外4 km，茅尾海内底泥 Mud from center of Maoweihai sea and wtih 4 km distance to Maolingjiang estuary 53 E108°32′9″，N21°49′49″ 0.72±0.06 茅尾海中部底泥 Mud from Maoweihai Sea 54 E108°28′14″，N21°50′53″ 0.38±0.04 茅岭江内底泥 Mud from Maoliangjing River 55 E108°29′44″，N21°49′23″ 0 茅岭江外底泥(沙多) Mud and sand from outside the Maoliang River 56 E108°36′5″，N21°51′41″ 1.39±0.15 钦江红树林土壤 Soil from mangrove at Qinjiang River 58 E108°36′5″，N21°51′41″ 1.26±0.15 钦江红树林林外土壤 Soil from outside the mangrove at Qinjiang River 59 E108°35′34″，N21°45′27″ 1.81±0.19 七十二泾红树林片区外土壤，无树林覆盖 Soil from outside of mangrove at Qishierjing, without forest cover 60 E108°35′34″，N21°45′27″ 0.22±0.05 七十二泾红树林边缘地带土壤 Soil form rim of mangrove at Qishierjing 61 E108°35′34″，N21°45′27″ 0 七十二泾红树林内土壤 Soil from mangrove at Qishierjing 62 E108°36′7″，N21°51′48″ 0.77±0.07 钦江桥内底泥, 航道旁 Mud under Qinzhou bridge, near waterway 63 E108°32′36″，N21°43′43″ 1.28±0.11 龙门港养殖场泥样 Mud from aquicultural farm at Longmen Port 64 E108°32′36″，N21°43′43″ 1.46±0.17 龙门港养殖场泥样 Mud from aquicultural farm at Longmen Port 65 E108°45′43″，N21°35′54″ 1.32±0.15 三娘湾沉积物 Sediment from Sanniang Bay 平均值 Mean value 1.23±0.12

表 1 采样点位置及测量结果 Table 1 Latitude and longitude of sampling sites and 137Cs results

表 1所示的32个河口海湾样品中4个样品的测量值低于探测限。43号样品和45号样品比活度为0，可能是受人类活动干扰所致，55号样品和61号样品比活度为0，则可能是由于样品中含泥量少，吸附的¹³⁷Cs少导致。其他河口海湾沉积物样品中¹³⁷Cs比活度较低，比活度范围为0.10~5.94 Bq/kg，平均值约为1.23 Bq/kg。52号样品中¹³⁷Cs比活度为(5.94±0.20) Bq/kg，高于其他样品，可能是由于采样点位于茅尾海中部，有较多支流(茅岭江等)流入茅尾海，江水中携带的¹³⁷Cs在其中部沉积下来，导致沉积物中所吸附的¹³⁷Cs的含量较高。刘广山等^[13]给出了我国各海区海湾沉积物中¹³⁷Cs的含量，其中南海东北部和大亚湾表层沉积物中¹³⁷Cs的平均值为1.16 Bq/kg和2.41 Bq/kg，其他海域的平均值为5.6~19.2 Bq/kg。考虑到取样时间相差20年(¹³⁷Cs的半衰期为30年)，将刘广山等^[13]给出的南海东北部和大亚湾表层沉积物中¹³⁷Cs的含量用本研究的取样时间进行归一化处理，其平均值分别为0.74 Bq/kg和1.54 Bq/kg。我国沿海从北到南沉积物中的¹³⁷Cs含量逐渐减小^[13], 因此广西北部湾河口及海湾表层沉积物中¹³⁷Cs含量较低是可以理解的。同时，本文的研究区域与大亚湾在地理位置和海洋环境都比较接近，所以平均值也比较接近。在这同一区域，对比徐伟等^[10]给出的数据，在自然林地、水稻田、旱地、草地、河口海湾不同的表层样中，广西北部湾各土壤类型表层样中的¹³⁷Cs比活度空间分布具体表现为水稻田＞林地＞旱田＞草地≈河口海湾，河口海湾沉积物样品¹³⁷Cs比活度值最低。

与我国其他海域相比, 北部湾河口及海湾沉积物中¹³⁷Cs的比活度与大亚湾表层沉积物相当，比南海东北部略高，比其他海域低，与目前的研究结果基本一致。对比不同红树林取样点，及人类活动密切的取样点，可以看出不同自然因素和人为活动对¹³⁷Cs在河口、海湾沉积物及陆地土壤中的再分配起到重要作用。通过分析广西北部湾研究区域的¹³⁷Cs空间分布特征及垂直分布特征，可以为研究广西北部湾的土壤侵蚀和堆积状况提供帮助，也可以为今后防城港红沙核电站的运行对环境的影响提供基础数据。

本研究只对表层土壤及沉积物中¹³⁷Cs含量及分布特征进行了分析，结合样品中重金属、有机质及其他放射性同位素的测量将对环境评价更有意义。