土壤中137Cs的化学性质及其分布规律-核农学报.PDFVIP

( ) 核 农 学 报 　2001 ,15 6 :371～379 37 1 　 Acta Agriculturae N ucleatae Sinica ( ) 文章编号 2001 137 土壤中 Cs 的化学性质及其分布规律 李仁英 　杨 　浩 　唐翔宇 ( 中国科学院南京土壤研究所 ,江苏 南京 　210008) 137 137 摘要 :本文对 Cs 的土壤化学行为及剖面运移规律进行了论述 ,并阐明了 Cs 可作为 中长期土壤侵蚀作用的有效示踪剂的理论基础 。 关键词 :137 Cs ;吸附解吸作用 ;粘土矿物 ;有机质 ;剖面分布规律 土壤侵蚀是威胁世界环境的主要问题之一 。它不仅是土壤肥力和土壤生产力降低的主要 原因 ,而且还会导致土壤资源减少 、水体质量恶化和洪涝灾害的发生和加剧 。目前 ,估计土壤 侵蚀速率的方法主要有侵蚀小区法 、航空像片普查法和放射性同位素示踪法[ 1] 。放射性同位 素示踪法 日渐广泛的应用不仅在于其克服了其它两种方法的缺点和不足 ,而且还在于该法本 身所特有的优点 。之后它被广泛应用于估算水蚀 、风蚀及犁耕活动等作用引起的土壤侵蚀速 率 。 137 Cs 并非自然界本来就存在的物质 ,它是 热核试验及 1986 年前苏联切尔诺贝利核电站 [2 ] 137 事故 的副产物 。 Cs 进入同温层后随着大 气环流运动 ,并通过干 、湿沉降作用到达地表 。 它在 自然界中的物质循环如图 1 所示 。由于 137 ( ) 137 Cs 的半衰期 3017 年 相对较长 ,这是 Cs 用于表征土壤侵蚀和沉积作用的前提条件 。 137 Cs 作为土壤侵蚀示踪剂的基本依据在 137 于其在土壤环境中所表现出的特殊的化学行 图 1 　 Cs 在 自然界中的物质循环示意图 137 ( ) 为及相应的分布规律 。沉降的 Cs 会被土壤粘土矿物 如蛭石 、蒙脱石和伊利石等 和有机质 紧密吸附或固定 ,在 自然环境中很难被解吸出来 。因此 ,它在土壤剖面中的迁移是有限的 ,而 137 其在 自然环境中的重新分布则主要通过土壤侵蚀作用而进行的。 Cs 在非耕作土壤或未扰 动的土壤中主要富集在表层 0～5cm 之间 ,而在耕作土壤中呈均一分布 。它的这些性质对更为 准确的土壤侵蚀速率估算模型的建立是至关重要的。 研究表明 ,137 Cs 经沉降到达地表后就迅速被粘土矿物和有机质紧密吸附 ,且不易向下淋 收稿 日期 137 ( ) 基金项 目: 国家自然科学基金“我国红壤地区土壤中 Cs 分布特征及侵蚀示踪研究 , 国家科技部 973 项 目 (