文：范煜坤   科学顾问：侯小琳 熊晓虎

　　说起碘元素（I），大家可能最为熟知的就是 “碘盐”了。碘是人体必需的微量元素，是合成甲状腺素的原料，人体中三分之二的碘元素存在于甲状腺中，有“智力元素”之称。人体储存的碘仅能维持2-3个月的需要，且完全依赖自然环境供应，当人体停止碘摄入2-3个月后，如果未能及时补充碘，就会发生碘缺乏。碘对调节人体机能具有重要作用，碘含量的过高和过低都会有害身体健康。早在八十年代，人们的认知是缺碘是一种普遍现象，容易造成甲状腺肿大和克汀病。为了应对广泛的缺碘问题，世界卫生组织呼吁全民食盐加碘，国务院于1994年发布了《食盐加碘消除碘缺乏危害管理条例》，我国于1995年开始在食用盐中加碘，形成了市面上的加碘盐。碘对人体健康之重要，可见一斑。

　　市面上的某款加碘盐

　　我国人民广泛缺碘的根本原因在于碘元素在自然界含量稀少。碘是元素周期表里53号元素，主要以溶于水的化合物形式存在，人们摄入的碘绝大部分来自于食物，少量来源于饮用水和空气。除了海水和一些海产品外，大陆上一般的岩石、土壤、空气和水的碘含量都较低，常见的食物中碘含量远远不能达到人体的正常需求。我国曾是世界上碘缺乏病最严重的国家之一，大部分地区外环境（水、土壤等）几乎都缺碘。

　　甲状腺肿分布图

　　但随着我国社会发展以及国民营养水平的提高，各类高含碘的海产品获取也不再是难事，有些地区食盐加碘反而造成了当地居民碘摄入过量，因此国家对碘盐使用的控制也逐渐放开，食盐中加碘量在国家几次调整中逐渐变低，碘盐这个名词也逐渐淡出百姓的生活，慢慢形成了加碘盐和非加碘盐并存的现象。

　　市面上的某款未加碘盐 

　　而实际上，是否食用加碘盐，目前需要按地区和个体差异来科学看待。比如，患有自身免疫性甲状腺疾病（常见有甲亢、甲状腺炎等）患者，因治疗需要遵照医嘱可不食用或少食用碘盐。生活在高水碘地区且尚未改水的居民，他们每天从饮水和食物中已经得到了较高剂量的碘，这部分人也不宜食用碘盐。我国在河北、山东、山西、河南等9个省份存在水源性高碘地区，受影响人口约为3100万人，这部分人也需要食用无碘盐。

　　除了对人体健康具有极其重要的影响之外，作为地壳中的微量元素，碘在环境研究领域亦有着不可小觑的作用。

　　我们常说的碘是指碘元素的稳定同位素，即质量数为127的碘（¹²⁷I）（碘有原子质量从115到142的28种同位素，它们质子数相同，但中子数不同，除¹²⁷I外，其他同位素都具有放射性）。但是，与它仅有区区几个中子之差的兄弟¹²⁹I已在人类的科学世界大放异彩。¹²⁹I是碘家族中唯一的天然长寿命放射性同位素，半衰期长达1570万年（每隔1570万年，¹²⁹I才会衰变为原来的一半），以至于它的衰变在人类历史的时间尺度上可以忽略不计。与其他宇宙成因核素（¹⁴C、¹⁰Be等）的产生途径相似，¹²⁹I主要来自于大气上层的氙（Xe，拼音：[xiān]）和宇宙射线的反应，另外，地壳中铀（U）的裂变反应也是天然¹²⁹I的一个主要生成途径。

　　话说什么都是天然的好，绿色环保。可是，在地球表面，由人类核活动产生的¹²⁹I（>6000 kg）却硬生生的挤掉了天然成因的份额（263 kg），一举夺得了地表环境中¹²⁹I来源的霸主地位。核活动可追溯到上世纪40年代，以前苏联、美国、英国、法国、中国为代表的主要有核国家进行了上千次的核武器试验（包括地上和地下），直到1963年各国签署了《部分禁止核试验条约》（主要禁止非地下核试验），核试验向大气中释放¹²⁹I才告一段落。同时，一些核事故造成的核设施燃料泄漏也会向环境释放一定量的¹²⁹I，例如众所周知的发生于1986年的切尔诺贝利（Chernobyl）核事故，以及2011年邻国日本由于地震引发海啸所致的福岛（Fukushima）核事故等。

　　随着核能的发展，核电站等设施中核燃料“燃烧”后要对未“烧”完的乏燃料进行回收再利用，并且要对核废物进行妥善处置，因此，核燃料后处理厂就这样诞生了。核燃料后处理厂进行分离时，少量废物分别通过气态和液态的形式排放到环境中去，这其中就包括了¹²⁹I。坐落在英国的Sellafield和法国La Hague的是世界上两个最大的核燃料后处理厂，其中超过90%的人工¹²⁹I都是来自它们。

　　由于核活动释放的¹²⁹I使世界各地环境水平碘含量升高了1-6个数量级不等，同时由于其来源较为单一，¹²⁹I便成为了示踪现代环境过程的一个利器。例如，通过研究海水中的¹²⁹I浓度分布发现，在英法东北部的北海沿岸表层海水中的¹²⁹I浓度明显高于离岸海水，说明从英吉利海峡进入北海的海水主要以沿岸流为主。再比如，基于“流域汇集作用下河流入海淡水中的¹²⁹I浓度显著高于海水”的原理，通过分析我国渤海、黄海、东海表层海水的¹²⁹I空间分布，清晰的勾勒出我国海域的水团运动情形。

　　好了，关于¹²⁹I的“身世”以及在环境示踪方面的“本领”就先简单介绍这么多吧。其他“才华”在后续的故事中将会一一施展，感兴趣的童鞋请耐心关注哦！

　　¹²⁹I/¹²⁷I比值揭示北海表层海水运动特征

       (本文来自中科院地球环境研究所公众号，更多精彩请扫码关注)