森林在净化放射性.ppt

1、森林在净化放射性核污染中的作用,放射性核素常危及生态系统的稳定,给人类生命和健康带来巨大的威胁。森林生态系统具有独有的特点和功能,利用其修复放射性污染的土壤具有重要的意义。就森林生态系统对放射性核素的截持、保持,放射性核素在森林生态系统中的移动规律以及森林生态系统对放射性核素污染土壤的修复进行了探讨。,自20世纪中叶以来,由于核技术的发展,放射性核素污染已经成为当今非常重要环境问题。在第二次世界大战和冷战期间广泛地研究、试验、生产核武器,建立核反应堆,同时,在世界范围内核能的和平利用中,又建立了许多核电厂。由此产生的放射性废料和核加工设施成为主要的放射性污染源。,放射性核素在土壤中常危及生态系

2、统的稳定,给人类的生命和健康带来巨大的威胁。被放射性核素污染的土壤,其传统的修复方法常破坏环境,而且当大面积土壤被污染时,在经济上也是难以承受的。因此,需要一种环境允许、经济上可行的技术用来修复被放射性核素污染的土壤。森林是陆地生态系统的重要组成部分,森林生态系统具有独有的特点和功能,利用其修复放射性核素污染的土壤具有重要的意义。,1森林生态系统对放射性核素的截持,森林能够富集大量的放射性核素,还能阻止放射性核素向周边地区扩散,因此,森林可以影响放射性核素在一定范围内的流动。森林中放射性核素是耕地的37倍,混交林又比纯林多。森林截持大气中放射性核素的过程是这样的:当风经过林缘时,一部分越过林冠

3、层,另一部分则透过林冠层,经林冠层过滤,由于林冠接触面大,能够有效地吸附和保持放射性核素,并且绝大部分的放射性核素沉降在离林缘500 m的范围内,这也就是所谓的边缘效应。小块林分比大面积的森林截持量大,有时小块林地比大块林地截持量高30多倍。有数据证明,在放射性核素刚开始释放的一定时期内,森林能截持95%97%的放射性核素。森林对气态和颗粒状的放射性核素截持效果特别好。落叶树种能截持年空气沉降放射性核素总量的10%20%,针叶树种能截持20%30%。截持量的大小随期间降雨和降雪强度的大小而变化。,2森林生态系统对放射性核素的容量,影响森林对放射性核素容量的因子主要有: (1)森林生态系统的类型

4、(针叶、阔叶、混交林); (2)森林生态系统各组份的生物量 (3)地表状况; (4)放射性核素沉降时的化学形态; (5)放射性核素释放量和生态系统的面积。 由于森林具有水土保持等功能,所以森林中截持的放射性核素很少经地表径流而流失。森林对放射性核素的截持和容量是相当大的。,3 森林生态系统中放射性核素137Cs的移动,3.1 放射性核素在土壤中的移动 3.2 放射性核素在植物体中的移动 3.3 放射性核素在不同土壤条件下的移动 下一页,这种移动是随着植物在生长过程中,其叶片、针叶、树皮和枯枝的脱落,以及天气条件(雨、风、融雪)而产生的。几年中137Cs在森林生态系统中进行了重新分配,其移动速率

5、受各种因素的影响。林分的树种组成对移动速率有重要影响,在阔叶林中,由于每年的凋落物多,其分解速度又快,在几年内137Cs大多数集中在土壤矿物中,而137Cs在针叶林中的重新分配则相对缓慢。返回,研究表明:放射性核素137Cs在植物体中的最高含量在针叶中。在19911997年间,欧洲赤松各器官(针叶、树皮、木材)的放射性核素含量逐年增加,只有外皮中放射性核素137Cs逐年减少。137 Cs在森林生态系统中的灌木、草本植物 和食用菌的子实体中,有逐年减少的趋势,其减少值取决于不同种的生物学特性和生态条件的差异。 返回,研究表明,沙土中生长的树木体内含有的放射性核素比壤土中生长的树木高,林下植物也有

6、类似的特点。但在贫脊的土壤中,大量的放射性核素主要富集在苔藓植物中,而在肥沃的土壤中,则主要集中在凋落物和土壤矿物质中,这主要是由于土壤有机质和粘土矿物的吸附作用。 返回,4 森林生态系统中放射性核素137Cs移动的特性,4.1 林冠降水和茎流对137Cs移动的影响 4.2 森林凋落物对137Cs移动的影响 下一页,137Cs随着林冠降水和茎流而在森林生态系统空间的垂直方向上发生移动。茎流中137Cs浓度较高的主要原因是:雨水随树干缓慢向下流动,在这个过程中,137Cs逐渐积聚。而雨水在林冠上降落时,与污染叶片接触的时间短,没有积聚过程。当然,树皮的外层也是林分中污染最严重的部分之一。137C

7、s随茎流到根颈部周围土壤中,并随时间而逐渐积聚,这对根系的生理活动有非常大的影响。每年随茎流和林冠降水流入土壤中的137Cs占整个森林生态系统沉降的放射性核素分别为0.007%和0.044%,并且其还受生态系统中放射性核素的含量及生长季节、降雨量的影响。 返回,随凋落物而移动的放射性核素的数量取决于凋落物的生物量大小以及凋落物污染的程度。凋落物的生物量取决于当年的气候状况。137Cs和凋落物生物量随季节和生物学特性而发生季节性的变化,在欧洲赤松中,最大值出现在春秋两季 返回,5 放射性污染的土地利用,在放射性核素污染地区的经营过程中,污染物很容易进入农产品中,并由此进入食物链,进而危及人类健康。因此,在污染地区往往放弃农产品生产。要在大面积土地污染区进行土地处理,就目前来看,在技术和经济上都不太可能实现。利用森林植物对放射性物质的吸收,修复污染土地,发展工业原料林、薪炭林等短周期林业是一种比较好的土地利用的选择。,在短周期林业中,速生树种(如柳树)经集约经营,培育23年就可收获其生物量,作为燃料使用。在污染土地上作业时间越长,放射性对人的影响也就越大。在柳树矮林作业时,与其它作物比,劳动强度不大,作业时间较短。因此,经营短周期林业对人们健康来说是有利的。柳树