4.11 Поведение радионуклидов в почвах

Поступление искусственных радионуклидов в почвы происходит двумя основными путями: с атмосферными выпадениями и в результате сброса отходов.

Почва — хороший поглотитель радионуклидов. Все искусственные радионуклиды, поступившие на поверхность почвенного покрова из атмосферы, в настоящее время сосредоточены в верхнем слое, не превышающем 30 см. Поглощение радионуклидов поверхностным слоем почвы имеет двоякий смысл. Во-первых, оно препятствует продвижению загрязнения по почвенному профилю и поступлению в грунтовые воды. Миграция радионуклидов по горизонтали происходит преимущественно с частицами почвы в результате бокового смыва. Чем более прочно удерживаются радионуклиды в корнеобитаемом слое почв, тем в меньшей степени они могут извлекаться растениями. Во-вторых, аккумуляция радионуклидов в корнеобитаемом слое почв создает в большей или меньшей степени долгоживущий источник радиоактивного загрязнения, являющийся постоянным депо для поступления радионуклидов в растительный покров.

Поведение радионуклидов в почвах зависит:

- от формы поступления радионуклида, прежде всего степени растворимости

- от геохимических свойств радионуклида

- от физико-химических условий среды, которые определяются составом почвы, во многом обусловленным природно-климатическими, ландшафтными и геологическими условиями.

В зависимости от состояния и состава соединений, в которых радионуклиды находятся в почвах, физико-химических особенностей почвы, метеорологических и климатических условий для радионуклидов возможен различный механизм миграции в почвах: конвективный перенос, диффузия в растворе или двойном диффузионном слое. Конвективный перенос с током воды при инфильтрации через почву доминирует в почвах с промывным режимом. При этом радионуклиды будут переноситься как в растворимых состояниях, так и в составе тонкодисперсных твердых частиц. Перенос радионуклидов, менее прочно связанных в почвах (например, радионуклидов Sr), будет происходить в виде растворимых солей или комплексных соединений с органическими лигандами. Для них также более характерна диффузия в растворе, чем в двойном диффузионном слое, в отличие от радионуклидов Cs.

Радионуклиды Sr в почвах занимают преимущественно обменные позиции, замещая обменный Са. Они сравнительно легко выщелачиваются и частично в растворенной форме выносятся в реки. В слаборастворимых гуматах Са радионуклиды стронция связаны существенно более прочно. Наблюдается их концентрирование в ожелезненных и ортштейновых горизонтах почв, а также увеличение доли необменных форм 90Sr в горизонтах с высоким содержанием Fe и Мn. Это объясняют как его соосаждением и поглощением осадками гидроксидов Fe и Мn, так и вхождением в состав устойчивых полимерных образований гумусовых кислот, полуторных гидроксидов и глинистых минералов. В то же время большую подвижность в почвенных растворах 90Sr по сравнению с кальцием объясняют нахождением его в составе растворимых органических соединений.

Одним из наименее подвижных радионуклидов является 137Cs, который практически полностью поглощается почвами любого состава. В обменном состоянии он находится в дерново-подзолистых почвах преимущественно легкого механического состава. В суглинистых почвах и черноземах практически весь Cs необменно связывается в решетках глинистых минералов.