1.1　不考虑泥沙作用的核素输运模拟研究进展

放射性核素在环境水体中的输运模拟可分为两类：一是不考虑泥沙作用的核素输运模拟；二是考虑泥沙作用的输运模拟。

在不考虑泥沙作用的核素输运模拟方面，目前已有大量研究。英国比兹顿气象台海洋科学研究所的Prandle模拟了欧洲大陆架海域137Cs的混合过程（Prandle，1984）。Prandle和Beechey模拟了1969—1988年期间，从Sellafield核燃料后处理厂排出的137Cs的输运过程，并考虑了切尔诺贝利事故发生后从大气沉降的核素的影响（Prandle&Beechey，1991）。Breton和Salomon、Salomon等模拟了从法国La hague Cap核燃料后处理厂排放的125Sb和99Tc在英吉利海峡以及欧洲北海南部持续达十年的输运过程（Breton&Salomon，1995；Salomon et al.，1995）。以PCFLOW3D模型为基础，模拟了放射性核素137Cs和90Sr的扩展区域。德国汉堡大学的Harms采用三维移流扩散方程研究了倾倒在北极的核素分布（Harms，1997）。Gao等模拟了北冰洋和北大西洋中137Cs和90Sr的分布，网格分辨率为90～120km（Gao et al.，2009）。张春粦等研究了大亚湾核电站附近水域中核素的输运（张春粦等，1987、1992）。中国水利水电科学研究院采用垂向平均的二维数学模型开展了江西万安、湖南桃花江、湖南常德等内陆核电规划厂址的低放废水输运模拟研究（袁珏，2007；秦晓和纪平，2011；张宏伟，2011），并采用准三维模型模拟了低放废水在湖北咸宁河道型水库中的输运过程（陈小莉和赵懿珺，2011）。美国核管会曾对此类模型作过详细分析（U.S.Nuclear Regulatory Commission，1977）。此类模拟技术，仅考虑了移流、扩散、自衰减因素对核素输运过程的作用，无法反映泥沙的吸附-解吸附对核素输运的影响。

然而众多研究表明，泥沙对核素的输运过程有十分重要的影响。1965—1966年间，从美国汉福德反应堆排放到哥伦比亚河帕斯科—华盛顿温哥华段的核素中，约60%的65Zn、73%的60Co、83%的46Sc被泥沙吸附（Haushiid et al.，1973）。田纳西州克林奇河的1962年核素监测结果表明：悬沙中吸附的137Cs占137Cs总量的90%（Churchill et al.，1965）。在137Cs和85Sr释放后的几个月里，泥沙中仍可监测到这些核素的存在（Shih&Gloyna，1967）。针对切尔诺贝利核泄漏事故的研究发现：泥沙的再悬浮作用使得环境水体中的放射性核素137Cs浓度增加数倍（Margvelashvily et al.，1997、1999；Margvelashvili et al.，2000）。和Thomas的研究表明：发生洪水时，罗讷河泥沙中放射性核素的含量达到了总量的75%～99%（Thomas，1997；，2005a）。等研究发现低浓度的Pu不易在海洋环境中输运，主要沉积在核电厂附近（ et al.，2013）。Bailly等的研究表明由受污染泥沙释放的核素是海洋放射性污染的重要来源（Bailly du Bois et al.，2012），因此，要准确模拟核素在环境中的分布，不能仅仅考虑移流、扩散、自衰变的作用，还需考虑泥沙对核素的吸附-解吸附作用。