Радиохимический анализ природных объектов

Радионуклиды в почвах Республики Беларусь

Естественные радионуклиды. В почвах Беларуси содержание урана-238 в верхнем горизонте колеблется в пределах 1,0-12,8 Бк/кг, составляя в среднем 5,98+0,36 Бк/кг.Общей закономерностью распределения урана является четко выраженное уменьшение его с севера на юго-запад. Наиболее высокое содержание урана характерно для дерно­во-подзолистых почв, сформированных на мощном лессовидном суг­линке, водно-ледниковых суглинках и водно-ледниковых супесях (соответственно 7,1; 8,2 и 7,6 Бк/кг). В среднем дерново-подзо­листые почвы различного механического состава, сформированные на различных почвообразующих породах, содержат 7,45 Бк/кг урана-238. Почти в 2 раза меньше данного радионуклида в дерново-глеевых почвах. В условиях высокой гумусированности и ней­тральной среды почвенного раствора в этих почвах, по-видимому, происходит миграция урана из гумусовых горизонтов в нижележащие горизонты в виде прочных хелатных комплексов. В торфяно-болотных почвах накопление урана еще меньше. С повышением зольности содержание в торфяных почвах урана-238 увеличивается: верховые и переходные торфяники имеют меньше- урана, чем низинные. В низинных торфяниках с меньшей мощностью торфа отмечается максимальное содержание урана» Чем больше толщина торфяной подушки, тем мень­ше урана в составе торфа»

Значительно различаются по содержанию урана и аллювиаль­ные почвы. Объясняется такая пестрота различиями в минералогическом составе аллювия, содержании гумуса и спецификой гидрологического режима. Коэффициент варьирования содержания урана-238 в почвах Беларуси равен 53%.

Среднее содержание тория-232 в почвах республики составля­ет 6,91+0,75 Бк/кг при более широком варьировании (3,0-26,2 Бк/кг), чем для урана-238. Самое высокое содержание тория характерно для дерново-подзолистых почв, развившихся на мощном лессовидном суглинке. Несколько меньше (но выше среднего) содержится в дерново-подзолистых почвах на водно-ледниковых и моренных отло­жениях и дерново-глеевых почвах. В торфяно-болотных почвах меньше всего тория.

Относительная концентрация урана и тория может быть выраже­на в долях от массы почвы как n x 10^-4, тогда как радия-226 выра­жается n x10^-10 %. В связи с большей активностью радия-226 содержание его в почвах выше содержания урана и тория (10,8-83,0 Бк/кг). В среднем, содержание его в исследуемых почвах равно 45,9+2,9 Бк/кг, причем наблюдается ясно выраженное снижение количества радия-226 с севера на юго-запад.

Распределение ЕРН по профилю почв определяется характером и направлением почвообразовательных процессов, что подтверждае­тся на примере дерново-подзолистых почв на пылеватых суглинках и лессах. Для этих почв характерно некоторое обеднение подзоли­стого горизонта илистой фракцией, подвижными оксидами железа, алюминия, кальция и магния, а в иллювиальном горизонте, наоборот, заметно выше количества ила, обменного кальция и магния, подвижных оксидов железа и алюминия.

Распределение по профилю урана-238 хорошо согласуется с рас­пределением кальция и подвижных оксидов железа и алюминия. Уран-238 выносится из подзолистого горизонта, обогащая иллювиальный. Содержание урана-238, как правило, ниже в материнской породе, чем в гумусовом и иллювиальном горизонтах. Объясняется этобиоло­гическим выносом радионуклида.

Распределение тория-232 по профилю почвы довольно равномер­ное. Характер распределения, радия-226 по профилю дерново-подзо­листых почв несколько иной, чем для урана: выносится из подзоли­стого горизонта, аккумулируясь в иллювиальном, однако содержание его в материнской породе всегда выше, чем в гумусовом, что свидетельствует о высокой миграционной способности радия. От­ношение величины содержания радия-226 к урану-238 в профиле дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы, развитой на лессо­вых отложениях, изменяется следующим образом: А₁- 9, А₂ - 8, В - 12, С - 15.

Искусственные радионуклиды. В настоящее время радиоэкологиче­ская обстановка в пострадавших районах определяется действием долгоживущих изотопов. В их числе - цезий-137, стронций-90, трансурановые элементы: плутоний-238,239,240,241 и америций-241.

Доаварийное загрязнение территории Беларуси цезием-137 за счет гло­бальных выпадений составляло примерно от 1,5 до 4 кБк на квадратный метр в отдельных точках. После чернобыльской аварии 66 % территории оказались за­грязненными цезием-137 выше 10 кБк на квадратный метр.

Анализ загрязнения Европы цезием-137 показывает, что около 35% чернобыльских выпадений это­го радионуклида находится на территории Беларуси. Площадь загрязнения це­зием-137 с плотностью выше 37 кБк на квадратный метр составила около 47 тысяч кв. км или 23% территории республики.

По состоянию на январь 2001 года площадь загрязнения Беларуси цези­ем-137 с уровнями выше 37 кБк на квадратный метр составляла около 44 тыс. кв. км или 21% всей территории.

В результате естественного радиоактивного распада цезия-137 площадь радиоактивного загрязнения постепенно уменьшается. Построены прогнозные карты загрязнения цезием-137 на 2016 и 2046 годы. К 2016 году площадь за­грязнения Беларуси цезием-137 с уровнями 37 кБк на квадратный метр и более уменьшится в 1,5 раза по сравнению с первоначальной (1986 г.), а к 2046 году – 2,4 раза.

Загрязнение территории республики стронцием-90 носит более локаль­ный характер. Уровни загрязнения почвы этим радионуклидом выше 5,5 кБк на квадратный метр (это критерий, установленный действующими нормативами),были обнаружены на площади 21 тыс. кв. км, в омельской и Могилевской об­ластях, что составило 10% от территории Беларуси. Максимальные уровни стронция-90 достигали величины 1800 кБк на квадратный метр в пределах 30-километровой зоны. Наиболее высокая активность стронция-90 в «дальней зо­не» была обнаружена на расстоянии 140-250 км и доходила до 140 кБк на квад­ратный метр.

Загрязнение почвы изотопами плутония с плотностью более 0,37 кБк на квадратный метр охватывает около 4,0 тысяч кв. км, или почти 2% площади республики. Эти территории преимущественно находятся на юге республики. Наиболее высокие уровни наблюдаются в 30-километровой зоне Чернобыль­ской атомной станции - более 110 кБк на квадратный метр.

В настоящее время за счет естественного распада плутония-241 отмечает­ся рост удельной активности америция-241, который является более опасным с радиологической точки зрения.

Почвы являются основным источником поступления радионуклидов в пищевые цепочки. В настоящее время 70-90% цезия-137, 40-60% стронция-90 и до 95% запаса трансурановых элементов продолжает оставаться в верхнем корнеобитаемом слое почв.

Доля подвижных, доступных для растений, форм цезия в почвах состав­ляет 10-15%, стронция - 50-70%. Содержание мобильных форм плутония и америция составляет 10-13%.

Продолжающиеся процессы разрушения активных частиц в почвах при­водят к выщелачиванию из них радионуклидов в потенциально доступных для растений формах. Это свидетельствует о сохраняющейся опасности радиоак­тивного загрязнения, в первую очередь стронцием-90, продукции растениевод­ства, а также пищевых, кормовых и лекарственных дикорастущих растений.

Радиоактивное загрязнение почв прямо влечет за собой значительные проблемы в сельском хозяйстве при производстве продуктов питания.

Из водных систем наибольшему радиоактивному загрязнению подверг­лись реки бассейна Днепра, Сожа, Припяти. Речные воды обладают способно­стью к самоочищению, что объясняется постоянным выносом водных масс, вы­падением взвешенных радиоактивных частиц на дно водоемов. Данные мони­торинга водных объектов свидетельствуют, что радиационная обстановка на реках Днепровско-Сожского и Припятского бассейнов стабилизировалась, среднегодовые концентрации цезия-137 за послеаварийный период в больших и средних реках Беларуси значительно снизились. Превышений допустимых уровней по цезию-137 - 10 беккерелей (Бк) на литр и стронцию-90 - 0,37 Бк на литр в воде рек не наблюдалось. Однако содержание цезия-137 в поверхност­ных водах тесно связано с запасами радионуклидов на водосборах и в донных отложениях, и в годы с аномальным водным режимом перенос радионуклидов, в том числе и трансграничный, может резко возрастать.

Основной вклад в общую радиоактивность поверхностных водных систем вносят донные отложения и водная биота. Тенденция уменьшения их активно­сти с течением времени незначительна.

Озерные водоемы, расположенные на загрязненных территориях, отли­чаются высокими концентрациями водорастворенного цезия-137 и стронция-90, а также огромным резервом радионуклидов в донных осадках. Являясь объек­тами рыболовства и рекреации, озера играют определенную роль в формирова­нии доз облучения населения.

Подземные воды являются основным источником питьевого и хозяйст­венного водоснабжения. В результате исследований установлено, что концентрация радио­нуклидов в них не превышает допустимых уровней. В то же время следует от­метить, что радиационное состояние грунтовых вод на протяжении постчерно­быльских лет характеризуется повышенными на один-два порядка уровнями активности по сравнению с доаварийным уровнем (7 миллибеккерелей на литр).

Таким образом, в результате загрязнения территории радионуклиды при­сутствуют практически во всех компонентах экосистем и вовлечены в геохими­ческие и трофические циклы миграции. Это обуславливает множественность путей внешнего и внутреннего облучения населения республики, создает до­полнительный риск для его здоровья, препятствует нормальному использова­нию природных ресурсов.

См раздел 8 – у чебно-методическое пособие для выполнения лабораторных работ.

Дата добавления: 2014-01-06