¹²⁹I作为核活动的主要产物之一,具有独特的时空来源,且易挥发、性质活泼,被广泛用于核环境安全和环境示踪研究等方面。铀是天然放射性重金属元素,在工业生产中可能被释放到环境产生局部放射性污染,此外铀同位素²³⁵U是核能生产的主要燃料,不同核活动(核武器试验、核燃料循环、核能利用)可能对环境中²³⁵U/²³⁸U比值产生影响。本文针对植物样品中铀含量低且同位素比值分析方法中的空白,建立了植物样品低水平铀同位素分析方法,并成功用于我国内蒙古-东北地区陆生植物中铀同位素分析,此外,采用已有的植物样品中超痕量¹²⁹I分析方法对我国内蒙古-东北地区植物样品的¹²⁹I和¹²⁷I水平进行了测量。通过分析植物中¹²⁹I和铀同位素的水平和来源,评估不同核活动和其他工业生产过程对研究区域环境和生物放射性水平的不同影响,结合二者不同的化学性质和环境行为,分析其环境示踪意义。主要结论如下:1、建立了一种植物样品中痕量铀同位素(²³⁸U、²³⁵U和²³⁴U)的分析方法。通过高温灰化去除植物样品中有机质后,采用混合酸消解分解样品灰分,应用UTEVA萃取色谱法分离和纯化样品溶液中的铀。²³⁸U、²³⁵U、²³⁴U检出限分别为3.05 pg/g、0.34 pg/g和0.04 pg/g,比前人报道检出限低10倍以上,且首次报道用ICP-MS测定植物样品中的²³⁴U。2、研究区域陆生植物的¹²⁷I浓度为0.14-1.99μg/g,平均值为0.47μg/g,几何平均值为0.41μg/g。与大部分陆生植物¹²⁷I浓度水平一致。¹²⁹I浓度范围为0.59×10⁷-16.72×10⁷ atoms/g,几何平均值为2.89×10⁷ atoms/g。¹²⁹I/¹²⁷I原子比值范围为(2.87-87.01)×10^-9,几何平均值为1.53×10^-8。研究区域¹²⁹I水平高于核前时期海洋和陆地环境3个数量级以上,说明说明该地区植物中的¹²⁹I主要为人工来源。以¹²⁹I的全球大气沉降为主,其中欧洲核燃料后处理厂释放的¹²⁹I长距离传输后的二次沉降是最主要来源,我国罗布泊和前苏联塞米帕拉金斯克的大气核试验释放进入对流层的¹²⁹I的区域沉降贡献不大。3、通过研究内蒙古-东北地区陆生植物中¹²⁹I的空间分布清晰的示踪了我国北方,特别是西北-内蒙-东北地区大气污染物的传输路径和沉降模式,展示了地形、风向、降水等气候因素对大气污染物的传输和沉降的影响。研究表明¹²⁹I是大气环境示踪的一个极佳示踪剂。4、研究区域植物中²³⁸U浓度变化较大,为1.51-267.23 ng/g,几何平均值为15.74 ng/g。高²³⁸U浓度(>100 ng/g)的植物主要分布在我国内蒙古、陕西、黑龙江等矿产资源丰富的山区,这些高铀植物分布和我国煤矿开采分布基本吻合,说明这些高值地区植物中铀的来源很可能与当地煤矿开采产生的含铀飞灰大范围弥散有关。5、内蒙古中西部地区植物中²³⁵U/²³⁸U同位素比值(0.0072-0.0074)整体水平高于天然比值,说明该地区可能存在痕量浓缩铀污染,可能来自我国和前苏联早期大气核试验,兰州和内蒙古的核燃料循环设施释放的痕量浓缩铀,但整体贡献量不大,并未造成当地铀含量的升高,对当地放射性水平的影响不高。6、不同地区植物中²³⁴U/²³⁸U同位素比值变化与天然铀同位素分馏有关,²³⁴U/²³⁸U同位素比值可作为铀矿勘查的一个指标,示踪环境中高铀基体的分布。