- •Предмет, задачи, история развития и актуальность радиоэкологии.
- •Естественные радионуклиды. Классификация и характеристика основных радионуклидов. Источники загрязнения окружающей среды естественными радионуклидами.
- •Естественная радиоактивность почв, почвенных фракций и почвенных горизонтов. Содержание и формы нахождения естественных радионуклидов в почве.
- •Естественная радиоактивность гидросферы и атмосферного воздуха. Факторы, влияющие на радиоактивность.
- •Искусственные радионуклиды. Классификация, характеристика и источники загрязнения окружающей среды искусственными радионуклидами.
- •Загрязнение окружающей среды при испытании ядерного оружия. Локальное и глобальное загрязнение.
- •Загрязнение территории Республики Беларусь искусственными радионуклидами в результате катастрофы на Чернобыльской аэс. Характеристика радиоактивного выброса.
- •Зоны радиоактивного загрязнения территории Республики Беларусь. Принципы зонирования территории.
- •Загрязнение атмосферы искусственными радионуклидами. Факторы, влияющие на загрязнение. Радиоактивность атмосферных аэрозолей и естественных выпадений.
- •Радиационный фон. Компоненты, формирующие радиационный фон Земли.
- •Закономерности осаждения радионуклидов из атмосферы на земную поверхность.
- •Первичное удержание радиоактивности растительностью. Факторы, влияющие на этот процесс.
- •Аэральное (некорневое) поступление радионуклидов в растения. Факторы, влияющие на поступление. Пути и механизм поступления.
- •Полевые потери радиоактивности растительностью. Факторы, влияющие на этот процесс.
- •Процессы поведения искусственных радионуклидов в почве. Факторы, влияющие на поведение.
- •Закономерности обменного поглощения радионуклидов почвой.
- •Необменное поглощение радионуклидов почвой. Фиксация цезия-137 в кристаллических решетках почвенных минералов.
- •Влияние агрохимических характеристик почвы (состава обменных катионов, обменных оснований, кислотности и органического вещества на сорбцию радионуклидов.
- •Влияние гранулометрического и минералогического состава почвы на сорбцию радионуклидов в почве.
- •Формы нахождения в почве цезия-137, стронция-90 и плутония- 239.
- •Вертикальная миграция радионуклидов в почве. Факторы, влияющие на миграцию.
- •Горизонтальная (ветровая и водная) миграция радионуклидов. Факторы, влияющие на миграцию.
- •Механизм усвоения радионуклидов корнями растений. Количественные показатели поступления радионуклидов из почвы в корни растений.
- •Влияние физико-химических свойств радионуклидов на поступление в растения через корни.
- •Влияние гранулометрического и минералогического состава почвы на корневое поступление радионуклидов.
- •Влияние агрохимических характеристик почвы на поступление радионуклидов из почвы в растения.
- •Влияние биологических особенностей растений на накопление радионуклидов.
- •Влияние агротехники возделывания на поступление радионуклидов в растительность.
- •29. Пути и источники поступления радионуклидов в организм животных. Механизм и коэффициент всасывания радионуклидов в организме животных.
- •30. Факторы, влияющие на всасывание радионуклидов в организме животных.
- •31. Распределение и накопление радионуклидов в организме животных при однократном и хроническом поступлении.
- •32. Выведение радионуклидов из организма животных. Эффективный период полувыведения радионуклидов.
- •33. Переход радионуклидов из рациона в продукцию животноводства.
- •34. Радиоактивное загрязнение лесных экосистем. Коэффициент тяжести и зоны радиоактивного загрязнения.
- •35. Миграция радионуклидов в лесных ценозах. Факторы, влияющие на вертикальную миграцию радионуклидов в лесных ценозах.
- •36. Накопление радионуклидов компонентами лесных фитоценозов. Факторы, влияющие на накопление.
- •37. Накопление радионуклидов в элементах древесной растительности и в древесине. Факторы, влияющие на накопление.
- •38. Радиоактивное загрязнение грибов, ягод и лекарственного сырья. Факторы, влияющие на накопление радионуклидов.
- •39. Радиационный мониторинг диких и промысловых животных. Трансформация зооценозов в зоне отчуждения и в зоне отселения.
- •40. Поведение радионуклидов в почве луговых фитоценозов.
- •41. Поступление радионуклидов в растительность луговых фитоценозов. Факторы, влияющие на поступление.
- •42. Трансформация луговых фитоценозов в зоне отчуждения и в зоне отселения. Расчет прогнозного времени использования природных ресурсов.
- •43. Загрязнение и миграция радионуклидов в пресноводных системах.
- •44. Накопление радионуклидов водной растительностью. Факторы, влияющие на накопление.
- •45. Накопление и распределение радионуклидов в водных организмах, рыбе и икре. Факторы, влияющие на накопление.
- •46. Фиксация и миграция радионуклидов в живой и отмершей растительной массе, донных отложениях и грунтах.
Закономерности обменного поглощения радионуклидов почвой.
Обменное поглощение – это способность почвенных коллоидов поглощать на своей поверхности катионы или молекулы из почвенного раствора в обмен на эквивалентное количество своих катионов.
В почве соли и другие соединения диссоциируют с образованием ионов (Н+ – подкисление почвенного раствора).
KNO3 – K++NO3-
Среди ионов почвенного раствора максимальная обменная способность у Н+ (его много на кислых почвах).
Чем выше кислотность почвенного раствора, тем больше Н+ адсорбируется на коллоидах и тем меньше адсорбируется других катионов (в т.ч. и радионуклидов), и тем больше их остается в почвенном растворе, и поэтому их больше поступление и в корни растений.
Обменное поглощение оказывает основное влияние на поведение радионуклидов в почве. Процессы обменного поглощения происходят на поверхности частиц. Обменной поглотительной способностью обладает тонкодисперсная фракция или почвенно-поглощающий комплекс. Обменное поглощение радионуклидов подчиняется основным закономерностям ионного обмена. Характер взаимодействия радионуклидов с ППК можно представить схемой обменной реакции:
ППК-М + m ППК-m + М,
где ППК – почвенно-поглощающий комплекс;
М – ионы элементов ППК;
m – ионы радионуклидов.
Эта реакция обратима, т.е. после поглощения катиона радионуклида почвенно-поглощающим комплексом он может снова вытесняться в почвенный раствор из ППК. Реакция обмена происходит до установления равновесия, которое может смещаться при изменении состава катионов почвенного раствора. Изменение концентрации ионов почвы может существенно влиять на распределение ионов радионуклидов в почве (например, при внесении минеральных удобрений). Однако изменение концентрации радионуклидов практически не влияет на распределение ионов ППК.
Процессы обменного поглощения обычно происходят на поверхности частиц ППК. Обменной поглотительной способностью обладает тонкодисперсная фракция почвы или ППК, состоящая из 2-х частей:
1 часть – цеолитная (водорастворимые алюмосиликаты сложного состава, куда входят кальций, натрий, калий);
2 часть – гуматная (гуминовые и фульвокислоты).
В состав ППК входят также органические частицы, неорганические и кристаллические соединения, органо-минеральные комплексы и другие соединения. Поглотительную обменную способность почвы обеспечивают почвенные коллоиды – это сложные органические, минеральные и органо-минеральные соединения. В большинстве почв преобладают минеральные коллоиды.
Органические коллоиды состоят из гуминовых, фульвокислот и их солей. Гуматы одновалентных катионов (натрий, калий, цезий) хорошо растворимы в воде. Гуматы двухвалентных катионов нерастворимы в воде. Фульвокислоты и их соли более подвижны и растворимы в воде и минеральных кислотах. Чем больше в почвенном растворе гуминовых кислот, тем выше сорбция.
Минеральные или неорганические коллоиды представлены глинистыми минералами группы каолинита, монтморилонита, слюд, гидрослюд, аморфными соединениями аллюминия и железа и кремниевой кислотой.
Монтмориллонитовые глины высоко дисперсны, обладают высокой набухаемостью, липкостью и вязкостью.
Каолинит – Al2Si2O5 (OH)4. Обладает меньшей дисперсностью, набухаемостью и липкостью.
Гидрослюды образуются из полевых шпатов и слюд – иллит, гидромусковит, гидробиотит.
Эти 3 группы минералов различаются по строению кристаллической решетки. В почве они находятся в виде кристаллов размером от нескольких мкм до десятых и сотых мкм. Благодаря высокой дисперстности они обладают высокой поглотительной способностью. В дерново-подзолистых почвах и черноземах, сформированных на суглинках, преобладают монтмориллонит и слюды.
Минералы группы каолинита имеют двухсхойную крислаллическую решетку, которая состоит из слоя кремнекислородных тетраэдров и слоя алюмо-кислородно-гидроксильных октаэдров. В кремнекислородном слое вершины тетраэдров повернуты в одну сторону и являются «кислородными мостиками», связывающими тетраэдрический и октаэдрический слои: О2- одновременно связан с атомами Si4+ и Al3+.
Монтмориллонит состоит из трехслойных пакетов: октаэдрический слой заключен между двумя тетраэдрическими. Межпакетные расстояния могут изменятся в зависимости от количества поглощенной воды. Способность монтмориллонита к набуханию значительна. Структура монтмориллонита отвечает химической формуле Al4Si8O20 (OH)4*n H2O. В этой формуле n H2O – вода, разделяющая пакеты. Чем больше слоев в кристаллической решетке, и чем больше межпакетное расстояние, тем глубже проникают радионуклиды вглубь кристаллической решетки и тем прочнее сорбция.
Почвенные частицы глинистого происхождения имеют отрицательный заряд, возникновение которого связано с изоморфным замещением ионов.