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核技术开发利用产生的放射性废物会对生态环境造成污染,并会通过食物链威胁人类健康,其中137Cs(137-铯)和90Sr(90-锶)是比较常见的放射性污染物。植物修复是目前比较经济和高效的放射性污染修复技术。133Cs、88Sr分别作为137Cs、90Sr的稳定性同位素,能很好的模拟137Cs和90Sr在植物-土壤系统中的迁移分布情况。本文通过露地盆栽试验研究了苏丹草、向日葵、芥菜、萝卜和甘蓝对土壤中不同浓度133Cs、88Sr胁迫的响应以及苏丹草、向日葵、芥菜和萝卜对133Cs、88Sr的吸收积累。主要研究结果如下:
生长第一阶段(30d),低浓度133Cs、88Sr处理下向日葵、萝卜和甘蓝叶绿素含量升高,苏丹草MDA含量降低,苏丹草、芥菜和甘蓝POD活性升高,苏丹草、芥菜和萝卜CAT活性升高；高浓度133Cs、88Sr处理:苏丹草、向日葵、芥菜和甘蓝叶绿素含量降低,苏丹草、向日葵、芥菜、萝卜和甘蓝MDA含量升高,苏丹草和芥菜POD活性降低,向日葵和芥菜CAT活性降低。生长第二阶段(60d)133Cs、88Sr各处理相比第一阶段苏丹草和甘蓝叶绿素含量下降；芥菜和萝卜叶绿素含量上升；向日葵133Cs各处理叶绿素含量降低,88Sr叶绿素含量上升；苏丹草、芥菜、萝卜和甘蓝MDA含量上升；苏丹草和向日葵POD活性上升；萝卜POD活性下降；苏丹草和萝卜CAT活性上升；向日葵和甘蓝CAT活性下降。土壤中高浓度133Cs、88Sr处理会使植物叶绿素合成受阻,MDA含量升高,POD和CAT活性下降,对植株造成伤害。
在试验所设处理浓度范围内,部分浓度133Cs、88Sr会影响植物地上部分和根系生物量以及植株总生物量,但随浓度变化,植株生物量受到的影响无明显规律。四种植物的总生物量依次为:向日葵>萝卜>芥菜>苏丹草。土壤中133Cs、88Sr浓度越高,植物吸收越多。除萝卜地上部分88Sr含量高于根系外,其余各处理根系含量都高于地上部分。相同浓度下,植物吸收88Sr的能力明显强于133Cs,且88Sr在植物体内向地上部分的迁移转运能力强于133Cs。比较植物吸收土壤中133Cs、88Sr的能力,发现133Cs低浓度(2.5mg/kg)处理四种植物吸收能力依次为:向日葵>萝卜>芥菜>苏丹草；其余133Cs各处理则是向日葵>萝卜>苏丹草>芥菜；88Sr各处理为向日葵>萝卜>芥菜>苏丹草。
综合富集系数、转运系数、生物量和机械化操作难易程度等因素,四种植物的修复效率依次为:向日葵>苏丹草>萝卜>芥菜。向日葵和苏丹草是西南地区治理大面积低放核素污染土壤的适宜植物种类。