Как радиостронций удерживается в почвах, выяснили химики МГУ
Коллектив авторов кафедр радиохимии химического факультета, а также химии почв факультета почвоведения МГУ имени М.В. Ломоносова исследовали механизм сорбции радиоактивного изотопа стронция в различных почвах. Работа опубликована в высокорейтинговом журнале Environmental Science: Processes & Impacts.
Токсичные радиоактивные вещества часто попадают в окружающую среду из-за человеческой деятельности. Их источниками могут служить аварии на атомных станциях, испытания ядерного оружия или утечки радиоактивных отходов. Выбросы радионуклидов приводят к долгосрочному негативному влиянию на экосистемы и представляют серьезную опасность для здоровья людей, находящихся в зараженных районах. Поэтому предсказание возможного распространения радиационного загрязнения стало одной из ключевых задач при оценке подобных угроз.
«Один из компонентов загрязнений – стронций-90 обладает особенно высокой подвижностью по сравнению с другими радионуклидами, а также высокой радиотоксичностью, – рассказала старший научный сотрудник кафедры радиохимии Анна Семенкова. – Хотя его период полураспада небольшой и составляет 28,9 лет, за это время распадается лишь половина стронция. При масштабных загрязнениях, как в случае трагедии на Чернобыльской АЭС, произошедшей в 1986 году, количество радиоактивного стронция в загрязненных районах и по сей день остается значительным. Поэтому важно понимать, насколько со временем может меняться ситуация на загрязненной радиостронцием территории».
Состав почв существенно влияет как на скорость просачивания стронция в более низкие горизонты, так и на распространение по площади. Поэтому очень важно изучить механизмы удерживания стронция как почвой в целом, так и ее отдельными компонентами, рассказывает ученый.
Авторы взяли для работы два типа почвы: торфянисто-подзолисто-глееватую и аллювиальную дерново-глеевую. Обе почвы типичны для ландшафтов южной и средней тайги.
Выбранные образцы почв, отобранные с разных глубин, принципиально отличались по химическим свойствам, содержанию органического вещества, илистой фракции и содержанию несиликатных соединений железа. Несмотря на это, все образцы показали схожие результаты по поглощению стронция, так как сорбировали от 85 до 96% внесенного радионуклида.
В верхних горизонтах с высоким содержанием органического вещества сорбированный стронций удерживался в основном за счет комплексообразования, а в нижележащих органоминеральных и минеральных горизонтах удерживался почвой за счет ионного обмена с глинистыми минералами.
Очень важная деталь, которая сильно влияет на распространение стронция, состоит в том, что его химические свойства очень похожи на свойства кальция. Высокое содержание последнего в нижних горизонтах почвы приводит к конкуренции за связывание с сорбционными центрами, поэтому стронций в этих горизонтах удерживается слабее по сравнению с верхними. В пойменных почвах содержится больше Ca2+ по сравнению с торфянисто-глееватой почвой. Поэтому именно в почвах пойм, которые для многих тяжелых металлов и радионуклидов становятся прекрасным геохимическим барьером на пути миграции в ручьи, ионы Sr2+ удерживаются хуже. Доля радиостронция в подвижной форме возрастает, что делает его доступным для усвоения растениями и способствует его дальнейшему распространению.
«Проблема сорбции стронция в почвах уже поднималась в литературе, однако мы предложили более современный и комплексный подход к ее изучению с учетом свойств почв и их распространения в ландшафте. В дальнейшем наша научная группа планирует продолжать работы в данном направлении и изучить поведение и других потенциально опасных радионуклидов в почвах и не только», – пояснила Анна Семенкова.
Экспериментальные данные в ходе исследования были получены, в том числе, на оборудовании, приобретенном за счет средств Программы развития МГУ (проект № 23-SCH07-04).
Информация и фото предоставлены пресс-службой МГУ
Источник фото: химический факультет МГУ
Разместила: Ирина Усик