本文题为《Radionuclide actions, processes and presence in water and sediments, a review》，由 Aniebone, V.O.、Chukwu-okeah, G.O.* 和 Adegbie, A.T. 共同撰写。作者单位分别为尼日利亚海洋学与海洋研究所（Nigerian Institute for Oceanography and Marine Research, Lagos, Nigeria）和哈科特港大学地理与环境管理系（Department of Geography and Environmental Management, University of Port Harcourt, Nigeria）。该文发表于《International Journal of Ground Sediment & Water》2020年第10卷。
这是一篇关于水体与沉积物中放射性核素（radionuclides）的综述性论文。论文旨在系统性地回顾放射性核素的行为、形成过程及其在水体和沉积物中的存在情况。自1896年贝克勒尔（A. H. Becquerel）发现放射性现象以来，相关科学研究已广泛开展。放射性核素作为放射性的来源，已成为我们日常生活的一部分，其释放的电离辐射（ionizing radiation）最常见的形式包括α粒子、β粒子和γ射线。这些辐射特性在医学、生物学、工业、农业和发电等领域有着广泛应用，但过量的辐射暴露也与众多健康危害相关。本文的核心目的是梳理前人的研究成果，以明确放射性核素的作用、来源、存在形式、行为及其形成过程，并探讨其检测方法与相关仪器。
论文主要观点阐述如下：
一、 放射性核素的定义、来源与分类 论文首先明确了放射性核素是放射性的来源。其来源主要分为两大类：天然来源和人为来源。天然来源包括原始放射性核素（primordial radionuclides）和宇生放射性核素（cosmogenic radionuclides）。原始放射性核素自地球形成之初便已存在，具有极长的半衰期，主要包括铀-238（238U）、钍-232（232Th）系列以及钾-40（40K）等非系列核素。它们广泛存在于地壳中，是环境本底辐射的主要贡献者。宇生放射性核素则是由宇宙射线与大气中的原子核相互作用产生的，例如氚（3H）、铍-7（7Be）和碳-14（14C），其中14C可通过食物链进入人体。人为来源主要包括核武器试验、核事故（如切尔诺贝利事故）、核燃料循环以及放射性同位素在医疗、工业等领域的使用。这些活动将诸如铯-137（137Cs）等人工核素释放到环境中。
二、 放射性核素在水体和沉积物中的存在与行为 论文详细论述了放射性核素在水和沉积物中的赋存状态、迁移转化及其环境影响。放射性核素作为痕量元素天然存在于岩石、土壤和地下水中，是铀、钍等元素放射性衰变的产物。铀（238U）是氡-222（222Rn）的最终前体，易以氧化形式存在于自然界。地下水中的铀浓度取决于区域岩性、地貌等地质条件，可以溶解态和颗粒态形式存在。镭-226（226Ra）是铀-238衰变系中的重要成员，其半衰期较长（1600年），毒性高，且相较于铀具有更高的溶解度，更容易通过裂隙进入地下水，构成健康风险。氡（222Rn）是镭的衰变产物，是一种惰性气体，半衰期3.8天，可从土壤和岩石中逸出进入空气或水体。氡通过饮用水或室内空气（从地基、建材或水中释放）进入人体，是导致肺癌的重要环境因素之一，仅次于吸烟。论文指出，最大的电离辐射贡献者来自天然放射性，而水体（尤其是地下水）和沉积物是这些核素迁移和富集的关键环境介质。
三、 放射性核素的检测方法与流程 论文系统总结了沉积物和水样中放射性核素的测定程序与方法。强调分析结果的可靠性始于具有代表性的样品。对于水样，采集时应避免在河流汇合处或排污口下游混合不充分的位置取样；井水等地下水需先抽排以去除滞水。样品采集后需用盐酸酸化，以防止核素吸附在容器壁上，并置于马林内利（Marinelli）烧杯中密封静置约一个月，以达到母体与子体核素之间的长期平衡（secular equilibrium），然后进行测量。对于沉积物样品，需按照国际原子能机构（IAEA）推荐程序进行：风干、粉碎、均质化、过筛、烘干至恒重，并同样储存一个月以上以确保238U和232Th与其短寿命子体（如214Bi和208Tl）达到放射性平衡，再进行分析。
四、 放射性核素的调查技术与仪器 论文列举了多种用于调查水和沉积物中放射性物质的方法与技术，包括：液体闪烁法（测14C、氚）、无机离子交换-γ计数法（测137Cs）、总α/总β放射性残留法、化学分离沉淀法（测210Pb、90Sr）、沉淀法（测226Ra）、氡射气法（测226Ra）、蒸馏法（测106Ru）、荧光法（测铀）、α能谱法以及γ能谱法等。其中，环境放射性最常见的三种基本测量分析是：1）使用如RadAlert等盖革-米勒（Geiger-Muller）仪器的现场本底电离辐射（BIR）测量；2）使用流气式正比计数器（gas flow proportional counter）对样品进行总α和总β辐射的实验室分析；3）使用碘化钠（NaI(Tl)）探测器进行γ能谱分析。论文详细介绍了几种关键仪器：Digilert 100和50型核辐射监测仪（用于现场测量）、碘化钠（NaI(Tl)）闪烁探测器（用于γ能谱分析，可直接定量测定样品中的核素而无须化学分离）、各类正比计数器（用于总α/β计数，分为薄窗正比计数器、低本底β计数器、内充气正比计数器等）以及Exploranium GR-135型仪器（结合NaI和GM探测器，用于搜索剂量测量和核素识别）。
五、 放射性核素的环境影响与健康风险 论文贯穿始终地强调了放射性核素的双重性：应用价值与健康风险。辐射特性在医学诊断治疗、工业探伤、农业育种、能源生产等方面有重要应用。然而，无论是天然来源还是人为来源的辐射暴露，过量都会对健康构成威胁。α、β粒子可通过食入或吸入进入人体造成内照射，而γ射线则是外照射的主要来源。论文特别指出，镭-226是亲骨性元素，可能引发骨髓癌；其衰变产物氡气是重要的室内空气污染物，是导致肺癌的主要原因之一。因此，了解放射性核素在环境介质（如水、沉积物）中的分布、浓度和迁移规律，对于评估公众辐射剂量、进行流行病学研究以及制定环境标准和防护政策至关重要。
六、 结论与建议 论文总结指出，沉积物和水中的放射性核素既有天然来源，也有人为来源。存在多种调查方法，但确保样品采集的代表性和前处理的规范性是获得可靠分析结果的前提。采样方法需根据调查类型的具体因素而定。基于对放射性核素主要通过人为活动产生及其健康影响的认识，有必要引导和规范相关活动，并制定政策以减少可能引发其天然过程加剧的行为。
本文的意义与价值在于： 1. 系统性整合：本文对放射性核素从基础物理性质、来源分类、环境行为到检测技术的全链条知识进行了系统的梳理和整合，为相关领域的研究人员提供了一份全面的背景资料和参考文献指南。 2. 方法学汇总：详细罗列并解释了环境放射性调查中从采样、前处理到仪器分析的各种经典与现代方法，具有实际的操作指导意义。 3. 问题导向突出：文章不仅停留在科学描述层面，更紧密结合环境与健康风险，强调了研究的现实意义，即通过科学监测与评估来指导政策制定和人类活动，以降低辐射暴露风险。 4. 提供基础数据：文中引用的表格（如典型岩石和土壤中238U、232Th、40K的浓度范围）以及列举的原始核素列表，为评估特定地区环境放射性本底水平提供了重要的参考基准。 5. 跨学科桥梁：本文内容涉及核物理学、环境科学、地质学、水文学、分析化学和公共卫生学等多个学科，起到了很好的交叉学科综述作用，有助于不同背景的研究者理解放射性核素环境行为的全貌。
这篇综述论文结构清晰，内容详实，有效地总结了截至其发表时关于水体和沉积物中放射性核素的核心知识、研究方法和关键问题，对于从事环境放射性监测、辐射防护、环境评价及相关政策研究的人员具有重要的参考价值。