嚴愛蘭

摘要 應用同位素（125I）示蹤技術，在模擬條件下，通過淋溶試驗，研究土壤碘的環(huán)境地球化學遷移特征及其影響因素。研究表明：土壤碘（125I）的遷移、揮發(fā)和被淋溶的數(shù)量與土壤質地有關，淋溶液的酸堿度對土壤碘的流失產生明顯的影響。這些研究結果為提高作物吸收碘的效率，進而開辟生產化防治IDD的新途徑提供重要的科學依據(jù)。

關鍵詞 IDD；125I；土壤；地球化學遷移

中圖分類號 S181.3 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）16-05056-02

碘是目前人們最重視且研究最廣泛的微量元素之一，是合成甲狀腺激素不可缺少的元素。如果人體碘攝入不足，那么會導致一系列疾病的發(fā)生，包括甲狀腺腫大、甲狀腺功能衰退、以神經系統(tǒng)損傷為特征的地方性克汀病等。這些疾病通稱為碘缺乏?。↖DD，Iodine deficiency disease）[1]。根據(jù)流行病學的調查，目前全球有118個國家流行碘缺乏病，41個國家由于證據(jù)不足而無法確定，只有20個國家可以肯定不存在IDD，其中有65 500萬人患有甲狀腺腫大癥狀，約占世界總人口14%。由于碘缺乏嚴重影響人類健康和社會發(fā)展[2]，人們對碘的環(huán)境與生物地球化學循環(huán)過程給予高度的關注[3-4]，并在探索有效的人體補碘途徑方面進行了不懈的努力。防治碘缺乏病的方法有幾種，其中國際上認為最經濟、最有效和最容易普及的防治IDD措施為食鹽加碘，簡稱為碘鹽。然而，碘鹽中的碘主要為氯化鉀和硝酸鉀，在儲運和烹調過程中不穩(wěn)定，易揮發(fā)，約90%的碘會損耗；另外，若攝碘量過高，則會導致一些高碘性疾病[5]，如高碘會誘發(fā)慢性淋巴甲狀腺炎，引起甲狀腺機能亢進（甲亢）、甲狀腺機能減退等疾病[6]。劉桂儀[7]研究認為，甲狀腺癌也與過多攝入碘有關。

在正常情況下，人體中碘的75%～85%來自植物性食品[2]，人體對植物食物中的生物有機碘的利用率高達90%以上。由此可見，提高植物食品中碘的含量水平將是一種從根本上防治IDD的有效生產化措施[8]。植物對碘的必需性至今未得到普遍的證明。因此，人們對土壤中碘的環(huán)境與生物地球化學遷移特征還不甚了解，而這正是如何培育出含碘作物最關鍵的問題。

在模擬條件下，筆者運用同位素（125I）示蹤技術，通過土壤碘的淋溶試驗，研究土壤中碘的環(huán)境地球化學遷移及其影響因素，從而為提高作物含碘水平，實現(xiàn)人體自然補碘提供理論科學依據(jù)。

1 材料與方法

試驗土壤為當?shù)厍嘧夏?。供試土壤的理化性質為：青紫泥，pH 5.81，有機質42.9 g/kg，陽離子交換量16.28 mol/kg，黏粒36.86%，粉粒45.46%，砂粒17.68%。試驗設3個處理：①按土壤的原有天然發(fā)育層由上而下采取土樣，裝土時加去離子水，使土柱保持潤濕，加入10 ml Na125I，塑料柱下端用3層紗布包裹，防止土壤外漏。3次重復，靜置20 d后取樣、測定。 ②按土壤的原有天然發(fā)育層由上而下采取土樣，裝進塑料柱，塑料柱下端用3層紗布包裹，防止土壤外漏，裝土的同時加去離子水，以便使得土柱保持潤濕。土柱常溫下靜置3 d，加入15 ml Na125I水溶液，用總量1 000 ml去離子水少量、不間斷灌淋，使土柱下端持續(xù)有水滴，用容器接土柱下端的去離子水。一個樣品50 ml，其中吸取1 ml用于測定放射性活度。3次重復，取平均值。③取青紫泥土耕作層0～20 cm，風干，剔除雜物，過10目篩，按土壤的原有天然發(fā)育層由上而下放入直徑為8 cm、高為10 cm的塑料柱中，在土壤中層加入18 mg KI水溶，每天用去離子水淋溶，使得土壤保持濕潤，持水量約為田間含水量的70%左右。靜置20 d，樣品風干磨碎，過20目篩，用pH 1～8的去離子水按土液比1∶10進行淋溶。在淋溶結束，在超聲清洗器中振蕩2 h，中速濾紙過濾淋溶液，采取紫外分光光度法測定淋溶液中碘離子（I-）和總碘含量，總碘與I-的含量之差為碘酸根離子（IO3-）的含量。用BH1224型微機—多道一體化能譜儀，測定125I放射性活度。

2 結果與分析

由圖1可知，土柱經過20 d的靜置，125I確實向土壤下層發(fā)生了遷移，但是大部分125I仍然集中于土壤上層，隨著土壤深度的加深，碘累積越來越少。在土壤0～10 cm范圍內，青紫泥的125I累積總量為26 566 Bq，占125I原始引入量的68.68%，而在10～20 cm范圍內，滯留累計的125I只占125I原始引入量的4.73%，其余的125I量為自然衰變和自然揮發(fā)，其中自然衰變丟失占原始引入量的百分比為20.0%，約4.40%的125I自然揮發(fā)丟失。由此可知，碘在土壤中存在擴散和遷移，但只有小部分碘向下層遷移，絕大部分碘吸附在土壤表層。

由圖2可知，加入青紫泥中的125I量只有少量被淋溶水帶走。淋溶水中的125I含量在前5次取樣，表現(xiàn)出隨著取樣次數(shù)的增加，淋溶水中125I量也有增加的趨勢。這說明在這個時間段，引入土壤表面的125I還沒有完全被土壤吸附固定，隨著淋溶水量的增加，從土壤中被解析下來的125I量越來越多。淋溶水中125I量達到最大值后逐漸降低，至取樣12次后，淋溶水中的125I就微乎其微了。由此可知，125I一旦被土壤吸附后不易被水淋溶帶走，從而可以推測125I被土壤吸附后，由于自然降雨被淋溶帶走的125I量不多，更有利于土壤中作物對外源碘的吸收。

由圖3可知，淋濾水的pH會影響土壤中碘的淋溶遷移?？偟膩碚f，表現(xiàn)出淋溶水pH越高，則淋溶下來的碘含量有增加的趨勢。當水溶液pH小于4.6時，土壤中淋濾出碘量隨水溶液pH的增加而先增大后減少。當淋溶水pH約為4.6時， 被淋濾的碘含量降到最小，此時碘在土壤中有較明顯的吸附。被淋濾的碘離子含量與pH之間有一定的關系。當pH在1～8之間變化，被淋溶的碘含量略有增加，但幅度不大。碘酸根受pH的影響較明顯，試驗時淋溶水pH在1～8變化。當pH為4.6時被淋溶出的碘含量減少，淋溶水的pH大于4.6后，隨著pH的增大，淋溶出的碘含量明顯增加。這說明相對于碘離子，土壤中的碘酸根離子對淋濾水的酸堿度具有較大的敏感性。研究還表明，當淋溶水的pH小于4.6時，土壤中被淋濾處的碘離子含量大于碘酸根離子含量；當pH大于4.6時，被淋濾出的碘酸根離子含量大于碘離子含量。

3 結論

研究表明，引入土壤的125I隨深度呈指數(shù)衰減，絕大部分125I集中在土壤0～10 cm表層內，表明125I向土壤下層擴散和遷移的量較小。在125I被土壤吸附之后，則不易被淋溶水淋溶遷移，淋濾水pH會影響土壤中碘的淋溶遷移。當淋溶水的pH小于4.6時，土壤中被淋濾處的碘離子含量大于碘酸根離子含量；當pH大于4.6時，被淋濾出的碘酸根離子含量大于碘離子含量。該研究結果為保持土壤中的碘不流失，提高作物的含碘水平，進而開辟生產化防治IDD的新途徑，提供理論上和技術上的重要科學依據(jù)。

參考文獻

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責任編輯 劉月娟 責任校對 李巖