浅谈放射性核素在不同植被中的迁移研究

刘首正 张子伯 宋金田

〔内容提要〕放射性核素不仅对环境产生危害，还可以通过生物圈进入食物链，危及生态系统的稳定及人身安全。植被修复对于放射性核素的迁移是一种潜力很大的治理手段。本文通过对放射性核素在不同植被中的迁移研究，为后期相同或类似放射性废物治理植被种类的选择提供建议或依据。

〔关键词〕放射性核素 生态治理 植被

一、课题背景

（一）研究背景

辽宁省旧城市放射性废物貯存库位于海城市大屯镇，库区距县级公路干线约1.0km，与公众距离较近，库区处在半山坡平面，周围是南果梨种植区。通过放射性污染治理，库区内X-γ空气吸收剂量率水平下降至120～192nSv/h，接近海城市地区本底水平；库区污染较重区域收集的土壤等通过放射性核素分析，各类放射性核素比活度均有明显降低，其中137Cs的检测结果为5.6Bq/Kg，达到无限制开放使用级别。目前，库区已完成植被绿化等工作，现场植被恢复良好。

（二）放射性核素在环境中的迁移

放射性核素存在土壤中，不仅可以对环境产生危害，还可以通过生物圈进入食物链，危及生态系统的稳定及人身安全。而且，由于放射性核素不能像有机化合物一类物质可被自然降解或生物降解，因此只能通过阻断或减缓放射性核素向高级食物链迁移的方式降低放射性核素的迁移速率。

（三）核素类型及比活度

根据贮存库治理前相关资料，该库主要贮存物是226Ra、232Th、40K、137Cs、60Co等放射性核素、放射源及其他污染物。为实际测量当前库区放射性核素水平，在治理后的库区内随机选择2个点位采集表面土壤样品，委托国防科技工业电离辐射一级计量站核工业放射性计量测试中心检测，检测结果见表1。

二、核素在不同植被中的迁移

（一）放射性核素在草本植物中的迁移

库区选择护坡王（高羊茅+狗牙根+黑麦草混种）作为绿化用草。该种类草具有以下优点：一是株矮韧性好，难收集不易作为附近居民取暖材料；二是牛羊等农畜不喜啃食；三是根系发达、覆盖度好、土壤适应能力强易于成活，具有固土护坡、防止雨水冲刷的功能。

为探究放射性核素在绿化草中的迁移，在一个生长周期后，放射性核素在植物各器官已处于核素含量平衡状态，分别在1#、2#点位及附近现场采集绿化草的根部、茎、叶、草籽各100克（烘干），运回实验室分析，分析结果见表2。取样测量对比1#、2#点位土壤中放射性核素含量表明，226Ra、232Th、40K三种核素在各器官中的比活度大小顺序是叶>茎>草籽>根部，137Cs在各器官中的比活度大小顺序是叶>茎>根部>草籽。大体说明在植物的生长过程中，放射性核素的主要富集部位集中在叶和茎。且1#及2#点位样品检测结果对比，植被生长的土壤中放射性核素含量的高低也影响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迁移

库区选择沙柳作为绿化木。沙柳属于多年生灌木，具有耐旱、抗风沙、耐盐碱、繁殖力强、根系发达等优点。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、水涝淹不死的“五不死”特性。不易被牛羊啃食，不适合作为取暖等燃料，符合本项目中降低或减缓放射性核素向食物链顶端迁移等要求；因根系发达等特性具有固土护坡、防止雨水冲刷的功效；作为南果梨种植区的辅助木本植物，南果梨树和沙柳共生的病虫害极少，不会相互传染，可以达到和谐共生的生态目标。

为了解放射性核素在木本类植被中的迁移，在一年后分别在1#、2#点位现场采集木本植物的根、茎、叶各100克（烘干），送回实验室分析，分析结果见表3。分析结果表明，226Ra、232Th、40K、137Cs这几种核素在木本植物中迁移相对草本植物较慢，且核素主要富集部位集中在叶和茎。且1#及2#点位样品检测结果对比，植被生长的土壤中放射性核素含量的高低也影响着植被各器官中放射性核素的含量。

（三）施肥措施

施肥措施对植物吸收放射性核素的影响主要表现在两个方面：一是施肥后可以为植被提供更多养分，促进植物生长，稳固根系，尽快减少水土流失，防止携带放射性核素的粉尘在自然因素影响下向外围迁移；二是肥料中的某些元素可以抑制或减缓植物对相似化学特性的放射性元素的吸收。

三、结论

当前，针对放射性核素在植被中的迁移研究较少，但是已有的研究表明，植被修复对于放射性核素的迁移是一种潜力很大的治理手段。本文所讨论的内容是针对单一介质单一媒介，在实际中还需要从贮存库到所关心的生物圈之间包含不同介质不同媒介，通过环境科学、生物化学、植物生理、土壤科学等学科的多层次研究，逐步了解放射性核素的迁移规律，为生态修复和放射性废物治理提供理论支持。

（作者单位：1.2.辽宁省生态环境事务服务中心；3.东北核工业放射性物质检测有限公司）