土壤放射性汙染物的來源
土壤輻射汙染的來源有核實驗、鈾礦濃縮、核廢料處理、鈾礦和釷礦的開採放射性核素使用單位的核廢料等。大氣層核試驗的散落物可造成土壤的放射性汙染,放射性散落物中,137Cs的半衰期較長,易被土壤吸附,滯留時間也較長。近些年,隨著核技術各個領域的廣泛應用,越來越多的放射性汙染物進入土壤中。
生態修復方法的選擇
某放射性廢物貯存庫治理專案,經放射性廢物貯存庫輻射水平調查,廢物庫院內土壤樣品
放射性核素活度濃度分析結果表明,226Ra的檢測結果稍高於我國土壤中天然放射性核素活度濃度,137Cs的檢測結果高於擬開放場址土壤活度濃度可接受水平,土壤樣品中其他核素的檢測結果均在我國天然本底範圍內,得出結論該貯存庫受到的主要汙染核素是以137Cs為主。參照目前國內在重金屬土壤治理方面的治理經驗並結合放射性核素特性可知,放射性核素在土壤中不能被降解,在化學層面只會發生形態的變化與遷移。因此,目前放射性汙染的修復主要有的3種途徑。一是透過化學或者生物等方式改變放射性核素的存在狀態,降低其活性,脫離食物鏈,減小其毒性。但是需要看到,化學修復法工藝簡單、針對性強、阻斷遷移效果良好,但缺點也十分明顯。降低活性必然要用到各種化學試劑,無論是對於土壤土質還是地下水,均可能造成汙染。二是利用土壤改良的方式,即透過換土或翻土達到減緩放射性核素的遷移作用。土壤改良法具有其先天的優勢,即可透過人為方式將部分高濃度核素從敏感地區向低敏感地區甚至是不敏感地區轉移。透過清挖原土、回填新土的方法,有效的降低了放射性水平,操作簡便,成本較低。三是透過種植各種植物來對汙染地塊的修復方式,主要有3種方式,即植物固化、植物提取、植物蒸發。原理基本是利用植物根系吸收透過生物遷移的方法,以達到清除、修復或治理局面的一種環境治理技術。這種方式透過植被對放射性核素的富集,可以達到減緩放射性核素的遷移作用。
為驗證放射性核素在綠化草中的轉移過程,在一個生長週期後,放射性核素在植物各器官已處於核素含量平衡狀態,分別在廠區點位及附近現場採集綠化草的根部、莖、葉、草籽若干進行烘乾,經實驗室分析,結果說明在植物生長過程中,放射性核素的主要富集部位集中在葉和莖。點位樣品檢測結果對比,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。研究中選擇了幾種適應性較強的草混種方式作為綠化用草。這類草是由於其株矮韌性好,難收集,不易作為燃料;農畜不喜食;土壤適應能力強易於成活。另外,試驗期間同樣選擇了沙柳作為綠化木。沙柳屬於多年生灌木,具有耐旱、抗風沙、耐鹽鹼、繁殖力強等優點,且以上幾種植物因根系發達等特性也具有固土護坡、防止雨水沖刷的功效。
放射性土壤修復影響因素
首先,是放射性核素的形態與性質。溶解態陽離子、難溶態氧化物或沉澱、大粒徑核素都難以被植物吸附或吸收。其次,是植物種類,國外的研究表明,不同植物對特定核素的積累能力是顯著不同的,施肥等農業措施對吸收效果也是影響的,例如137Cs與鈣、鉀具有相似的化學性質,使用鉀肥和銨肥都會影響土壤吸收。但是施加氮肥卻能正向提高吸收效果,其他如在根系環境存在細菌、蚯蚓等生物,對植物的吸收作用也有積極影響。
透過對幾種研究方法的對比,發現採用土壤改良法+植物修復法的綜合修復方式可達到修復目的。土壤改良法具有見效快,方法簡易等特點,在原核工業系統軍工鈾礦地質勘探設施退役整治工程中已有大量實際應用,符合當前庫區治理深度要求。植物修復法具有保持水土、疊加景觀性的特點,具有穩固治理效果的功效。