2.3.3. Поведение радионуклидов в почве

Радионуклиды, отложившиеся на поверхности почвы, под действием различных факторов могут перемещаться в любом направлении. Причиной горизонтального перемещения является поверхностный сток, а вертикальная миграция происходит вследствие механического переноса частиц, на которых сорбированы радионуклиды, а также собственного перемещения в виде свободных ионов.

Преобладающая часть осколочных продуктов прочно сорбируется верхним горизонтом. Считается, что стронций-90 цезий-137 являются основными излучателями, формирующими почвенную радиоактивность, величина и характер которой зависит от радиационной ёмкости почв. Она состоит из:

• физической сорбционной способности (зависящей от пористости и катионного состава почвенного раствора);

• химической поглотительной способности (образования труднорастворимых соединений с элементами почв и горных пород);

• биологической поглотительной способности (включение в состав микрофлоры и дальнейших звеньев обмена).

Все животные и растения обладают способностью избирательно накапливать рассеянные в экосистемах микроэлементы, к конкурентам которых относятся долгоживущие радиоактивные загрязнители среды. Коэффициенты их накопления (отношение радиоактивности нуклида в составе среды к его радиоактивности в организме) колеблются в широких пределах.

Мощный процесс избирательной биогенной концентрации рассеянных излучателей наиболее интенсивен в первые годы от момента выпадения радиоактивных осадков. Радионуклиды в этот период представляют собой новейшие для среды, легко диссоциирующие соединения, не вкраплённые в кристаллические решётки глинистых минералов. Комплекс почвенно-химических реакций старения и последующее включение радионуклидов в состав труднорастворимых почвенных и минеральных структур переводит метаболизм изотопов на равные с их естественными аналогами права. Скорость таких процессов зависит от физико-химических свойств нуклидов, а также характера загрязнения почв. Максимальная скорость поглощения радионуклидов растениями происходит при рН, близком к нейтральному и слабощелочному. В кислой среде усиливается сорбция твёрдой фазой почв. Влажность снижает концентрацию радионуклидов в биомассе.

Наиболее доступен для корневых систем растительности стронций. Старение радионуклида происходит медленно. Накопление стронция в растениях обратно пропорционально количеству обменного конкурента изотопа кальция почвы.

Цезий преимущественно накапливается в неорганической фазе почв. Переход радионуклида в почву во многом зависит от характера почв и особенностей минерального обмена растений.

Миграция плутония, америция, нептуния и кюрия слабо изучена. Эти элементы относятся к сильно дискриминированным метаболитам, которые не включаются в активный экосистемный обмен.

В таблице 6 показаны коэффициенты накопления для различных элементов, характеризующие их способность накапливаться в почве.

Таблица 6

Классификация химических элементов по коэффициентам накопления

Коэффициент накопления	Химический элемент
10–1000 (сильное накопление)	N, K, Pb, Na, Cl, Br, Li
1–10 (слабое накопление)	Mg, Ca, Sr, B, Fe, Mn
0,1–1 (отсутствие накопления)	Ba, Ra, Si, F, J, Co, Ni
0,01–1 (слабая дискриминация)	Cs, Be, Fe, Ru
0,01 (сильная дискриминация)	Sc, Y, Ta, Pb, Sb, Pu