环境核素在污染物沉积断代与成因研究中的应用

土壤环境正在遭受着来自工业、农业等各种人为活动引起的污染，大量有机和无机污染物对环境和人类健康形成了危害风险，研究污染物的成因与沉积断代是进行污染调控与对污染土壤进行修复的重要依据，本文着重介绍了几种环境核素（7Be、137Cs、210Pb、13C）在污染物沉积断代与成因研究中的应用进展，并对其应用前景作了展望，以期该方法在今后对土壤环境污染风险评价和调控治理研究中发挥重要作用。     

中国对~(137)Cs在农业环境中行为的研究进展

中国对~(137)Cs在农业环境中行为的研究始于1960年。30多年来,中国对~(137)Cs在土壤-植物系统中行为以及植株根外吸收~(137)Cs规律的研究取得了大量有用的数据。查明了中国土壤中~(137)Cs的平均活度为10.45Bq/kg,其分布有随纬度下降而降低的规律。~(137)Cs从土壤向农产品的转移系数约为0.12～8.19×10~(-3)。植物吸收~(137)CS后按一定规律分配,在水稻植株中分配依次为根>颖壳>叶片>茎>糙米。转移到地上部的~(137)Cs主要积累在颖壳中。植株中     

7Li离子束注入小麦籽粒的径迹的研究

本工作利用串列加速器提供的7Li离子束与生物体中H原子发生内靶核反应,根据核反应产物7Be的可探测性和可示踪性,研究了7Li离子束注入小麦籽粒的径迹.研究结果表明,7Li离子束在生物体中的注入深度与注入离子能量有关,在22.0～42.3 MeV呈现较好的相关性,曲线方程可表示为y = 1.207 3 + 31.877x -0.242x2 (r2 = 0.999 5);能量为42.3 MeV的7Li离子束,注入剂量为1.28×1010～1.28×1012 /cm2时,注入深度与剂量之间的相互关系可以定量地描述为: y = 265.65 + 23.886lnx (r2 = 0.975 8).     

连续施用不同量污泥堆肥对土壤氮组分及δ~(15)N的影响

为探明连续施用无害化污泥堆肥(以下简称堆肥)对土壤全氮(TN)、不同活性氮组分含量及土壤δ~(15)N的影响,为堆肥改良和培肥沙质潮土提供理论依据。本研究以河南省小麦-玉米轮作区沙质潮土为研究对象,通过2013-2016年田间连续定位试验,基于不同土壤活性氮组分分组技术和氮稳定性同位素技术,分析土壤活性氮组分和土壤δ~(15)N对堆肥施入量的响应特征。结果表明,1)连续施用堆肥显著增加了土壤碳氮含量,随施入量增加而显著增加,其中施堆肥量达45t·hm-2时效果最为显著,较单施化肥(CK)处理分别增加了265.83%和284.31%(P0.05)。施用堆肥可以提高活性有机氮组分含量,其中颗粒态有机氮(PON)增加了104.57%~280.91%;处理间各活性氮组分含量呈现:颗粒态有机氮(PON)轻组有机氮(LFON)水溶性有机氮(DON)微生物量氮(SMBN)。增加堆肥施入量提高了PON/TN和SMBN/TN分配比例,显著降低了LFON/TN和DON/TN分配比例(P0.05),从而降低土壤活性氮组分在全氮中的分配比例,说明高堆肥施用量促进土壤氮素以稳定态有机氮形式储存,有利于土壤氮素的累积。2)施用堆肥显著降低了土壤δ~(15)N,通径分析和主成分分析表明,土壤δ~(15)N与土壤氮含量受堆肥施入量影响显著;相关性分析表明,δ~(15)N与土壤TN、PON和LFON含量呈显著相关性,表明土壤δ~(15)N变化特征可指示土壤氮组分受堆肥处理作用的响应。3)冗余分析表明,土壤pH、土壤水分及土壤肥力水平(IFI)均会对土壤氮组分含量、活性氮组分分配比例及δ~(15)N产生影响,其中对土壤IFI和土壤pH作用显著(P0.05),解释率分别达48.2%和17.5%。综上可知,施用堆肥提高了土壤有机物含量,施用量达45t·hm-2时,显著提高了土壤氮储量和活性氮组分含量,对沙质潮土的培肥效果明显,同时,土壤稳定性同位素δ~(15)N变化特征可作为堆肥对沙质土壤质量提升效果的指示指标。     

降低农作物中~(137)Cs污染水平的农业措施研究

对施用钾盐、钠盐、铵盐、磷酸盐、石灰、草木灰、褐煤及翻耕、生物净化、铲除表土等措施降低~(137)Cs从土壤-植物的转移率,减少农作物中~(137)Cs污染的有效性研究表明,铲除表土、翻耕等农业措施的应用,可使春小麦的~(137)Cs污染水平下降30％左右。施用硫酸钾能够使农作物的~(137)Cs污染水平降低50％～90％,而且3年内的后效非常显著。钾盐     

连续施用不同量污泥堆肥对土壤氮组分及δ15N的影响

为探明连续施用无害化污泥堆肥（以下简称堆肥）对土壤全氮(TN)、不同活性氮组分含量及土壤δ¹⁵N的影响,为堆肥改良和培肥沙质潮土提供理论依据。本研究以河南省小麦-玉米轮作区沙质潮土为研究对象,通过2013-2016年田间连续定位试验,基于不同土壤活性氮组分分组技术和氮稳定性同位素技术,分析土壤活性氮组分和土壤δ¹⁵N对堆肥施入量的响应特征。结果表明,1） 连续施用堆肥显著增加了土壤碳氮含量,随施入量增加而显著增加,其中施堆肥量达45 t•hm^-2时效果最为显著,较单施化肥（CK）处理分别增加了265.83%和284.31%（P<0.05）。施用堆肥可以提高活性有机氮组分含量,其中颗粒态有机氮（PON）增加了104.57%~280.91%;处理间各活性氮组分含量呈现：颗粒态有机氮（PON）>轻组有机氮（LFON）>水溶性有机氮（DON）>微生物量氮（SMBN）。增加堆肥施入量提高了PON/TN和SMBN/TN分配比例,显著降低了LFON/TN和DON/TN分配比例（P<0.05）,从而降低土壤活性氮组分在全氮中的分配比例,说明高堆肥施用量促进土壤氮素以稳定态有机氮形式储存,有利于土壤氮素的累积。2） 施用堆肥显著降低了土壤δ¹⁵N,通径分析和主成分分析表明,土壤δ¹⁵N与土壤氮含量受堆肥施入量影响显著;相关性分析表明,δ¹⁵N与土壤TN、PON和LFON含量呈显著相关性,表明土壤δ¹⁵N变化特征可指示土壤氮组分受堆肥处理作用的响应。3） 冗余分析表明,土壤pH、土壤水分及土壤肥力水平（IFI）均会对土壤氮组分含量、活性氮组分分配比例及δ¹⁵N产生影响,其中对土壤IFI和土壤pH作用显著（P<0.05）,解释率分别达48.2%和17.5%。综上可知,施用堆肥提高了土壤有机物含量,施用量达45 t•hm^-2时,显著提高了土壤氮储量和活性氮组分含量,对沙质潮土的培肥效果明显,同时,土壤稳定性同位素δ¹⁵N变化特征可作为堆肥对沙质土壤质量提升效果的指示指标。     

核农学中伴随辐射实践的防护、监测、管理和评价

总结和分析了中国农业科学院原子能利用研究所30年来,依据国家和政府有关部门关于伴有辐射的实践须实行必要的辐射环境监测和管理的规定,所开展的主要工作及其结果,为环境安全评价提供重要的科学依据。结果表明,在核农学中伴有辐射的实践主要包括:辐射诱变育种,辐射加工,昆虫辐射不育,放射性核素示踪,标记化合物研制等。正常情况下不致对环境有所影响。     

~(32)P间接标记法评价直接使用磷矿粉的有效性

应用~(32)P标记过磷酸钙间接标记磷矿粉的方法,在盆栽条件下,用酸性土壤种植油菜,研究中国贵州磷矿粉对油菜的有效性。结果表明,使用磷矿粉可以使油菜获得显著的增产效果。并且用A值法测出磷矿粉中磷的有效性相当于过磷酸钙中磷的有效性的17.1％,并推算出1kg过磷酸钙的肥效相当于8.53kg贵州磷矿粉的肥效。同时,田间小区试验结果表     

同位素示踪农业应用的研究热点

为深入了解同位素示踪技术的特点和优势,重点总结了近年来在农业科学相关领域的一些应用研究热点。~(15)N、~(32)P示踪为揭示作物营养元素有效转化机理,创建养分高效利用技术模式提供重要支持。~(13)C、~(15)N示踪在土壤有机碳循环、温室气体减排研究中,凸显了独特优势。~(14)C示踪为我国自主创制的新农用化学物质生态环境影响评价,提供重要技术支撑。稳定性同位素比率、δ~(13)C等同位素指纹技术,为明确农田污染物的环境行为、解析污染源,提供了重要手段;为国家名特优农产品原产地溯源,提供原创的技术性思路。~(109)Cd、~(65)Zn示踪为揭示土壤重金属镉、锌污染环境行为,提供不可或缺的技术支持。环境核素~7Be、~(137)Cs示踪在生态系统稳定性研究方面,发挥了不可替代的作用。