全 文 ：文章编号 :100028551 (2003) 032203204
水稻对放射性锶的吸收及撒洒硅藻土
对其行为的影响
史建君　王寿祥
(浙江大学原子核农业科学研究所 农业部核农学重点开放实验室 ,浙江 杭州　310029)
摘 　要 :采用同位素示踪技术研究了水稻对89 Sr 的吸收及在水稻田中撒洒少量硅藻土
对其吸收89 Sr 的影响。结果表明 :田表水中的89 Sr 将向水稻转移 ,通过吸附和吸收作
用在水稻各部位中积累 ,其稻根中的89 Sr 比活度高于其余各部位 ;在本试验硅藻土撒
洒量的范围内 ,未能明显降低水稻对89 Sr 的吸收和累积 ;89 Sr 在水稻中的纵向分布均
与土层深度呈单项指数负相关。
关键词 :放射性锶 ;硅藻土 ;水稻 ;吸收和积累
收稿日期 :2001204228
基金项目 :浙江省“九五”重点项目 (961103084)资助
作者简介 :史建君 (1961～) ,男 ,副研究员 ,硕士生导师. 主要从事同位素示踪和放射生态学研究。
放射性锶和铯是具有生物学意义的关键核素 ,其毒性较大 ,研究其在环境中的行为和如何
去除或降低污染 ,尤其是在农作物中的行为 ,是一个重要的课题 ,国内外已有一些研究报
道[1～10 ] 。本研究将硅藻土引入水稻田 ,用同位素示踪技术探索其对水稻吸收放射锶的影响和
放射性锶在生态系统中的行为 ,以寻求适合我国国情并具实用价值的防治放射性锶污染的措
施。
1 　材料与方法
111 　材料
所用85 + 89 SrSO3 呈固体粉末由中国原子能研究院提供 ,放化纯度大于 95 % ,使用前用 5molΠ
L 的 HCl 转化成合适比活度的89 + 85 SrCl2 水溶液。供试土壤为小粉土 ,采自浙江大学农业与生
物技术学院实验农场 ,使用前粉碎 ,去除石块、根系等杂物 ,土壤 pH610 (水浸 ,水土比为 5∶1) ,
pH515(盐浸) ,有机质 1910gΠkg ,总换性总酸 0105cmolΠkg ,交换性钙 1118cmolΠkg ,交换性镁
115cmolΠkg ,粘粒 1215 %。
112 　方法
在Φ20 ×20cm 盆钵中装土 510kg ,每盆均施入 (NH2 ) 2 SO4 115g 和 KH2 PO42g 作底肥。设 5
种处理 ,硅藻土撒洒量分别为 :0、5100、10100、20100 和 50100g ,每处理 3 个重复 ,共 15 个盆钵。
灌水后每盆由表水引入比活度为 1185 ×105BqΠml (99207220) 的85 + 89 SrCl2 水溶液 5100ml ,随即以
不同设计量的硅藻土均匀撒洒盆水表面 ,然后每盆各栽插 2 ×5 株水稻秧苗 (品种为浙 733 ,浙
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江大学农业与生物技术学院提供) 。
113 　制样与测量
水稻成熟后一次性采样。将根部和浸于水中的茎杆用清水洗净 ,用吸水纸吸干水份 ,分为
稻根、稻草、稻壳和糙米 4 部分。称量烘干后置于 600 ℃的马福炉中灰化 8h ;用半筒式取土器
从各盆钵中取土柱 3 个 ,沿纵向分割为 7 段 (每段长约 2cm) ,置于烘箱中烘干后研碎。
由于在85 + 89 SrSO3 制剂中85 Sr 作电子俘获衰变 ,半衰期为 65d ,其次级效应为几组不同能量
的特征 X射线 ,89 Sr 作β衰变 ,半衰期为 51d ,主要放出最大能量为 11463MeV ( > 99 %) 的β射
线[11 ] 。因此 ,G2M 计数器测得的活度值可以认为全由89 Srβ粒子所贡献 ,于是下面的阐述略去
85 Sr。取适量样品 (灰化的植物样 012g 和烘干的土壤样 110g) 置于测量皿中 ,用 G2M 计数器测
其活度 ,测量的相对标准误差控制在 5 %以内 ,测量结果经探测效应、本底 ( nb = 60cpm) 和半衰
期校正后换算成 89 Sr 的比活度。以样品计数高于本底计数 1 倍确定的仪器探测下限为
387dpm。
2 　结果与分析
211 　89 Sr 在系统中的行为及撒洒硅藻土对其行为的影响
5 种处理的水稻各部位的89 Sr 比活度列于表 1 ,可见进入田表水的89 Sr 将向水稻转移 ,通过
吸附和吸收作用在水稻各部位中积累 ,其稻根中的89 Sr 比活度最高 ,为同一处理的糙米中的
200 倍以上。水稻各部位中89 Sr 比活度的排序为 :稻根 > 稻草 > 稻壳 > 糙米。田表水中略高于
糙米 ,比水稻其它部位低很多 ,若将盆钵田表水以 1500ml 计 ,则田表水中89 Sr 的初始引入比活
度高达 61618BqΠml ,表明进入田表水的89 Sr 绝大部分被水稻田其它组分吸收或吸附 ,从表 1、表
2 数据可以看出 ,主要被水稻根系、浸于水中的稻草和土壤吸收、吸附。
表 1 　田表水及水稻各部位中89 Sr 比活度与硅藻土引入量的关系
Table 1 　Connection between specific activity of 89 Sr in water and rice and kieselgur (BqΠg)
处理
treatment
田表水
surface water
水稻部位 part of rice
稻根 root 稻草 straw 稻壳 chaff 糙米 brown rice
Ⅰ(CK) 15. 0 1995. 0 349. 4 75. 6 7. 2
Ⅱ 12. 2 1849. 9 434. 6 49. 8 6. 4
Ⅲ 12. 4 2093. 1 410. 0 70. 4 9. 9
Ⅳ 8. 0 2567. 4 347. 9 56. 8 7. 2
Ⅴ 11. 3 2157. 6 347. 9 44. 1 7. 2
对于撒洒不同量硅藻土的处理 ,除了稻壳外其它各部位中89 Sr 比活度变化不大 ,表明在本
试验硅藻土撒洒量的范围内 ,撒洒硅藻土没有明显改变水稻对89 Sr 的吸收与积累。分析其原
因主要有 3 点 :其一 ,尽管硅藻土的孔隙多、比表面积大 ,且含有较高的铝、铁等氧化物 ,它们对
金属有很强的絮凝作用 (被认为是良好的吸附材料) ,但硅藻土系由田表水引入 ,引入后很快沉
积在水稻土表面 ,导致其不能充分吸附田表水中的89 Sr ;其二 ,由于撒洒的硅藻土量相对较少 ,
硅藻土引入量与田表水之比 (mΠm) ,即固液化 ,在本试验条件下最大 (处理 V) 为 01033 ,最小只
402 核　农　学　报 17 卷
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有 010033 ,因而 ,硅藻土吸附的89 Sr2 + 较容易解吸 ,真正被“固着”的89 Sr 不多 ;其三 ,土壤对89 Sr
的吸附能力也很强 ,虽然逊于硅藻土 ,但这种吸附能力的差异难以显著反映出硅藻土对水稻吸
收89 Sr 的影响。
表 2 　89 Sr 在土层中的分布
Table 2 　Distribution of 89 Sr in the soil profile (BqΠg)
处理
treatment
各土壤层中的放射性比活度 specific activity in each soil profile
0～2cm 2～4cm 4～6cm 6～8cm 8～10cm 10～12cm 12～14cm
Ⅰ(CK) 545. 4 337. 3 307. 2 252. 2 148. 1 81. 4 48. 3
Ⅱ 500. 2 413. 3 258. 6 188. 9 126. 6 59. 7 24. 1
Ⅲ 500. 2 359. 9 285. 3 211. 4 141. 4 48. 7 23. 5
Ⅳ 472. 1 304. 5 341. 4 242. 2 171. 6 63. 4 37. 6
Ⅴ 529. 6 339. 4 342. 8 234. 7 132. 3 56. 2 21. 3
212 　89 Sr 在水稻土中的垂直分布
89 Sr 在撒洒不同量硅藻土处理的水稻土中垂直分布如表 2 所示。可见随土层深度的增
加 ,放射性比活度急剧降低 ;表层土 (0～2cm)中89 Sr 的积累量占整个土壤中总积累量的 30 %以
上 ,表明供试土壤对89 Sr 具有较强的吸附作用。对表 2 数据进行回归分析表明 :土壤中89 Sr 比
活度 C(BqΠg)与土层深度 X(cm)呈显著单项指数负相关 (见表 3) 。
表 3 　89 Sr 在土壤中的比活度与深度的关系曲线
Table 3 　Connection between specific activity of 89 Sr in soil and depth of soil profile
处理 treatment 回归方程 regression equation 相关指数 correlated exponential (r2)
Ⅰ(CK) C1 = 729127e - 011937x 019529
Ⅱ C2 = 838138e - 012443x 019487
Ⅲ C3 = 853134e - 012478x 019228
Ⅳ C4 = 725171e - 012039x 018884
Ⅴ C5 = 921159e - 012534x 019080
3 　结论
11 进入田表水的89 Sr 将向水稻转移 ,通过吸附和吸收作用在水稻各部位中积累 ,其稻根中
89 Sr 的比活度最高 ,为同一处理糙米89 Sr 比活度的 200 倍以上。
21 在本试验条件下 ,单纯地将少量硅藻土撒洒在受放射性锶污染的田表水中 ,不能有效
降低水稻对其的吸收、积累。
31 由田表水引入的放射性锶有较大部分滞留于表层土壤 ;其在各土层中的垂直分布服从
单项指数衰减规律。
502　3 期 水稻对放射性锶的吸收及撒洒硅藻土对其行为的影响
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ABSORPTION OF RADIOSTRONTIUM BY RICE AND EFFECT OF
APPLICATION OF KIESEL GUR ON ITS BEHAVIOUR
SHI Jian2jun 　WANG Shou2xiang
( Key Laboratory of Nuclear Agricultural Science , the Ministry of Agricultural , Institute of Nuclear
Agricultural Sciences , Zhejiang University , Hangzhou , Zhejiang prov. 　310029)
Abstract :The absorption of 89 Sr by rice and effect of application of kieselgur on the absorption be2
haviour were studied using isotope tracer techniques. The results showed that the 89 Sr was trans2
ferred and accumulated to rice in the ecosystem by absorption action when 89 Sr was entered the
surface water. The specif ic activity of 89 Sr in root was the highest. The absorption and accumula2
tion of 89 Sr in rice were not decreased signif icantly by application of kieselgur in the surface wa2
ter. The specif ic activity of 89 Sr in soil follows a negative exponential relation with depth of soil
profile.
Key words :radio2strontium; kieselgur ; rice ; absorption ; accumulation
602 Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
2003 ,17 (3) :203～206
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