книги из ГПНТБ / Перцов Л.А. Ионизирующие излучения биосферы

Он также считает, что концентрация в почвах радия, как и дру­ гих радиоактивных элементов, с течением времени может при известных условиях не только уменьшаться, но и увеличиваться вследствие частичной адсорбции радионуклидов на глинистых фракциях.

Нередко высокой удельной активностью отличаются почвы, залегающие вблизи газовых нефтяных месторождений; напри­

структурами Волгоградской области, в районе Казинского газо­ вого месторождения (Ставропольский край), Эмбенской нефте­ носной провинции и в других районах во всех случаях показало,

ведущими из которых являются тип горной породы, на основе которой происходит развитие почвы, и особенности миграции в ней радиоактивных элементов. При этом следует иметь в виду, что миграция радиоактивных элементов в почвах представляет собой непрерывную серию повторяющихся процессов сорбции элементов из водного раствора на частицах грунта и десорбции его из грунта в водный раствор [42].

Радиоактивные эманации почвы. Наряду с радиоактивными веществами, поступающими из почвы в растительный покров, почвы являются также основным поставщиком газообразных радиоактивных элементов — эманации, мигрирующих из поверх­ ностных горизонтов в приземные слои воздуха. Установлено,

что замерзшие, а также торфяные и глинистые почвы содержат больше радона, чем влажные пески, из которых радон легко извлекается движущимися почвенными водами. Увеличение атмосферного давления снижает выделение эманации. В самой почве движение эманации в основном обусловливается про­ цессами диффузии и конвекции. Скорость конвективного пере­ носа обычно равна 10—25 см/сутки.

отношение количества выделенных эманации во внешнюю среду сухой почвой в течение времени t к полному количеству эмана­ ции, в ней образовавшихся, выраженное в процентах [43J. Полу­ ченные в экспериментальных исследованиях показатели выделе­

теризуются сравнительно интенсивным выделением эманации в приземный воздух. Но эти данные были получены в опытах с высушенными образцами почвы, и потому они имеют завышен­ ное значение. В реальных условиях эти почвы, как правило, летом находятся во влажном состоянии, а зимой скованы льдом, что мало благоприятствует эксхаляции радона и торона. Послед­ нее характеризует одну из типичных особенностей районов веч­ ной мерзлоты, заключающуюся в том, что, несмотря на струк­ турную возможность почв этих ландшафтов интенсивно проду­ цировать эманации в атмосферу, повышенная их влажность и обледенение приводят к тому, что эти районы отличаются низкой концентрацией эманации в атмосферном воздухе.

В толще грунта содержание эманации последовательно уве­ личивается с глубиной (рис. 12). Данные для этой кривой были получены в безветренную погоду. По материалам А. П. Виногра­

достигает значительно больших величин. Исследованиями, про­ веденными в Бразилии, в районе Морро де Ферро, известном по выходу магматических пород, богатых ураном и торием, было

Несмотря на то что ме­ ханизм эксхаляции радона всецело определяется из­

менением локальных условий в почве и атмосфере, что создает определенную трудность в выявлении их количественных соот­ ношений, все же оказалось возможным учесть закономерности этих основных динамических процессов, регулирующих выделе­ ние радона, и разработать соответствующую модель. В наибо­ лее простом виде эта модель имеет следующее выражение [48]:

Коэффициент диффузии эманации в почвах, так же как и в горных породах, изменяется в весьма широких пределах — от 7 - Ю - 2 до 3-Ю"4 см2/сек.

Величина коэффициента диффузии зависит от целого ряда факторов, главными из которых являются: пористость и прони­ цаемость почвы, ее влажность, структура и температурные ус­ ловия, в которых происходит диффузия эманации. Увеличение

влажности от 3 до 15% приводит к уменьшению коэффициента диффузии в десятки раз.

Ориентировочное представление об основных параметрах, определяющих интенсивность эксхаляции радона и торона из

зуется присутствием космического излучения, а- и (3-частиц, а также у-квантов. Существенно то. что удельное значение от­ дельных составляющих поля ионизирующего излучения атмо­ сферы в силу их генетических особенностей непостоянно. Наи­ более резко оно изменяется с высотой: по мере приближения к земной поверхности уменьшается мощность космического из­ лучения и, наоборот, с подъемом вверх ослабляется мощность у-излучения.

* Данные, полученные Л . П . Пащенко.

Наиболее высокие концентрации радиоактивных аэрозолей наблюдаются при высокой относительной влажности. Повыше­ ние относительной влажности воздуха создает благоприятные условия для усиления конденсации водяных паров и, следова­ тельно, сорбции на них радиоактивных продуктов распада эманации.

В идеальных условиях, исключающих влияние ветрового сноса и других переменных факторов, препятствующих установ­ лению постоянного режима над грунтом, изменение концентра­ ции радона или торона с подъемом вверх может быть описано следующим соотношением [43]:

концентрацию в воздухе торона, показывают, что отношение

шое, то между количеством активности, поступающей с вды­ хаемым воздухом, и тем ее количеством, которое убывает в организме в результате радиоактивного распада и физиологи­ ческого выведения, устанавливается равновесие.

Радиоактивность вулканической пыли. В атмосфере всегда содержится определенное количество твердых частиц, попавших в нее в результате вулканической деятельности. При некоторых извержениях в атмосферу были выброшены многие тысячи тонн мелкодиспергированных веществ, в составе которых со­ держались уран, радий, торий, калий, рубидий и т. д. Опреде­ ленная часть этих веществ находилась в состоянии возгонки и поэтому после конденсации в виде мельчайших пылевых частиц долго удерживалась в воздушной среде.

Так, пылевые частицы, поступившие при извержении Крака­ тау и обнаруженные на большом удалении от него, имели средний размер около 1,5 мкм, а пылевое облако, образовав­ шееся при извержении вулкана Катмай, обусловило загрязнение атмосферы всего северного полушарй*я, наблюдавшееся в тече­ ние более двух недель [57].

В связи с процессами сепарации, протекающими в ходе вулканического извержения магмы, активность аэрозольных вулканических частиц может заметно отличаться от жидкой лавы, активность которой, в свою очередь, может флюктуиро­ вать в сравнительно большом диапазоне. Так, при исследо­ вании базальтовых лав Семячинской группы было обнаружено, что концентрация радия, тория и калия в них колеблется в весьма широких границах — от 3,7 до 20 нкюри/кг [58].

Радиоактивность эоловой пыли определяется ее исходным материалом. Найдено, что примерно 75% всего количества пыли, содержащегося в свободной атмосфере, состоит из не­ органического вещества. Наиболее бурно протекает пылеобразование на почвах аридных зон, состоящих из силикатных пород с минимальным содержанием связывающей глины. В со­ став пыли входят кварц, полевой шпат и все другие химические вещества, слагающие горную породу. Особенно большие коли­ чества пыли, переносимые на значительные расстояния, обра­

Устойчивость такой пыли, способность ее частиц удержи­ ваться в воздухе зависит главным образом от их размеров. Установлено, что частицы с диаметром больше 0,01 мм могут быть перенесены на расстояние до 1500 км, а частицы с диа­ метром 0,01 мм и меньше способны обогнуть земной шар.

Удельная активность воздуха за счет содержащейся в нем пыли на высоте 1—3 км составляет примерно 2 - Ю - 1 5 кюри/л. Помимо почвенной пыли в атмосферном воздухе содержится пыль морского и огранического происхождения, пыль от пожа-