淺談放射性核素在不同植被中的遷移研究

劉首正 張子伯 宋金田

〔內(nèi)容提要〕放射性核素不僅對環(huán)境產(chǎn)生危害，還可以通過生物圈進入食物鏈，危及生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定及人身安全。植被修復(fù)對于放射性核素的遷移是一種潛力很大的治理手段。本文通過對放射性核素在不同植被中的遷移研究，為后期相同或類似放射性廢物治理植被種類的選擇提供建議或依據(jù)。

〔關(guān)鍵詞〕放射性核素 生態(tài)治理 植被

一、課題背景

（一）研究背景

遼寧省舊城市放射性廢物貯存庫位于海城市大屯鎮(zhèn)，庫區(qū)距縣級公路干線約1.0km，與公眾距離較近，庫區(qū)處在半山坡平面，周圍是南果梨種植區(qū)。通過放射性污染治理，庫區(qū)內(nèi)X-γ空氣吸收劑量率水平下降至120～192nSv/h，接近海城市地區(qū)本底水平；庫區(qū)污染較重區(qū)域收集的土壤等通過放射性核素分析，各類放射性核素比活度均有明顯降低，其中137Cs的檢測結(jié)果為5.6Bq/Kg，達到無限制開放使用級別。目前，庫區(qū)已完成植被綠化等工作，現(xiàn)場植被恢復(fù)良好。

（二）放射性核素在環(huán)境中的遷移

放射性核素存在土壤中，不僅可以對環(huán)境產(chǎn)生危害，還可以通過生物圈進入食物鏈，危及生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定及人身安全。而且，由于放射性核素不能像有機化合物一類物質(zhì)可被自然降解或生物降解，因此只能通過阻斷或減緩放射性核素向高級食物鏈遷移的方式降低放射性核素的遷移速率。

（三）核素類型及比活度

根據(jù)貯存庫治理前相關(guān)資料，該庫主要貯存物是226Ra、232Th、40K、137Cs、60Co等放射性核素、放射源及其他污染物。為實際測量當前庫區(qū)放射性核素水平，在治理后的庫區(qū)內(nèi)隨機選擇2個點位采集表面土壤樣品，委托國防科技工業(yè)電離輻射一級計量站核工業(yè)放射性計量測試中心檢測，檢測結(jié)果見表1。

二、核素在不同植被中的遷移

（一）放射性核素在草本植物中的遷移

庫區(qū)選擇護坡王（高羊茅+狗牙根+黑麥草混種）作為綠化用草。該種類草具有以下優(yōu)點：一是株矮韌性好，難收集不易作為附近居民取暖材料；二是牛羊等農(nóng)畜不喜啃食；三是根系發(fā)達、覆蓋度好、土壤適應(yīng)能力強易于成活，具有固土護坡、防止雨水沖刷的功能。

為探究放射性核素在綠化草中的遷移，在一個生長周期后，放射性核素在植物各器官已處于核素含量平衡狀態(tài)，分別在1#、2#點位及附近現(xiàn)場采集綠化草的根部、莖、葉、草籽各100克（烘干），運回實驗室分析，分析結(jié)果見表2。取樣測量對比1#、2#點位土壤中放射性核素含量表明，226Ra、232Th、40K三種核素在各器官中的比活度大小順序是葉>莖>草籽>根部，137Cs在各器官中的比活度大小順序是葉>莖>根部>草籽。大體說明在植物的生長過程中，放射性核素的主要富集部位集中在葉和莖。且1#及2#點位樣品檢測結(jié)果對比，植被生長的土壤中放射性核素含量的高低也影響植被各器官中放射性核素的含量。

（二）放射性核素在木本植物中的遷移

庫區(qū)選擇沙柳作為綠化木。沙柳屬于多年生灌木，具有耐旱、抗風(fēng)沙、耐鹽堿、繁殖力強、根系發(fā)達等優(yōu)點。沙柳形如火炬，具有干旱旱不死、牛羊啃不死、刀斧砍不死、沙土埋不死、水澇淹不死的“五不死”特性。不易被牛羊啃食，不適合作為取暖等燃料，符合本項目中降低或減緩放射性核素向食物鏈頂端遷移等要求；因根系發(fā)達等特性具有固土護坡、防止雨水沖刷的功效；作為南果梨種植區(qū)的輔助木本植物，南果梨樹和沙柳共生的病蟲害極少，不會相互傳染，可以達到和諧共生的生態(tài)目標。

為了解放射性核素在木本類植被中的遷移，在一年后分別在1#、2#點位現(xiàn)場采集木本植物的根、莖、葉各100克（烘干），送回實驗室分析，分析結(jié)果見表3。分析結(jié)果表明，226Ra、232Th、40K、137Cs這幾種核素在木本植物中遷移相對草本植物較慢，且核素主要富集部位集中在葉和莖。且1#及2#點位樣品檢測結(jié)果對比，植被生長的土壤中放射性核素含量的高低也影響著植被各器官中放射性核素的含量。

（三）施肥措施

施肥措施對植物吸收放射性核素的影響主要表現(xiàn)在兩個方面：一是施肥后可以為植被提供更多養(yǎng)分，促進植物生長，穩(wěn)固根系，盡快減少水土流失，防止攜帶放射性核素的粉塵在自然因素影響下向外圍遷移；二是肥料中的某些元素可以抑制或減緩植物對相似化學(xué)特性的放射性元素的吸收。

三、結(jié)論

當前，針對放射性核素在植被中的遷移研究較少，但是已有的研究表明，植被修復(fù)對于放射性核素的遷移是一種潛力很大的治理手段。本文所討論的內(nèi)容是針對單一介質(zhì)單一媒介，在實際中還需要從貯存庫到所關(guān)心的生物圈之間包含不同介質(zhì)不同媒介，通過環(huán)境科學(xué)、生物化學(xué)、植物生理、土壤科學(xué)等學(xué)科的多層次研究，逐步了解放射性核素的遷移規(guī)律，為生態(tài)修復(fù)和放射性廢物治理提供理論支持。

（作者單位：1.2.遼寧省生態(tài)環(huán)境事務(wù)服務(wù)中心；3.東北核工業(yè)放射性物質(zhì)檢測有限公司）