Формы нахождения радия-226, урана-238 и тория-232 в дерново-подзолисто-глеевой почве и в ортштейнах ее элювиального горизонта

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Приведены данные о распределении и формах нахождения радия-226, урана-238 и тория-232 в профиле дерново-подзолисто-глеевой почвы (Albic Stagnic Retisol), а также в разных размерных фракциях марганцево-железистых конкреций, занимающих 17% массы элювиального горизонта. Исследование форм соединений радионуклидов проводили методом последовательных экстракций Ф.И. Павлоцкой с дополнительным выделением фракции органического вещества. Показано, что удельные активности радионуклидов распределены в почвенном профиле по элювиальному типу. Относительное содержание суммы биологически доступных (водорастворимая и обменная формы) и геохимически подвижных соединений (водорастворимая, обменная и собственно подвижная формы) уменьшается в ряду радий-226 (11.9–28.5 и 15.3–32.5% от суммарных активностей соответственно) > уран-238 (2.9–5.3 и 6.0–8.9%) > торий-232 (0.2–4.4 и 1.1–7.4%). По сравнению с вмещающей массой элювиального горизонта ортштейны всех размеров накапливают радионуклиды: средневзвешенные коэффициенты накопления для радия-226, тория-232 и урана-238 составляют 2.1, 1.8 и 1.7 соответственно. Вне зависимости от размерной фракции ортштейнов, радий-226 в основном накапливается в составе обменных соединений, уран-238 – в составе собственно подвижной фракции, а поглощение тория-232 в зависимости от размеров новообразований происходит за счет как собственно подвижной фракции, так и соединений, связанных с органическим веществом и полуторными оксидами железа и алюминия. В почвенном профиле удельные активности радионуклидов значимо положительно коррелируют между собой и с содержанием элювиально-иллювиально дифференцированных типоморфных элементов, физической глины и илистой фракции, а также отрицательно – с содержанием марганца и органического вещества. Для тория-232 в элювиальном горизонте выявлена прямая корреляционная связь с железом и обратная с кальцием.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

И. М. Вершинин

МГУ им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: ivanvershinin1@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0001-5208-1741
Россия, Москва

Д. В. Манахов

МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: ivanvershinin1@yandex.ru
Россия, Москва

Д. Н. Липатов

МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: ivanvershinin1@yandex.ru
Россия, Москва

Г. И. Агапкина

МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: ivanvershinin1@yandex.ru
Россия, Москва

А. И. Щеглов

МГУ им. М.В. Ломоносова

Email: ivanvershinin1@yandex.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Архипов Н.П., Федорова Т.А., Февралева Л.Т. Соотношение форм соединений тяжелых естественных радионуклидов в почвах // Почвоведение. 1986. № 1. С. 69–73.
  2. Вдовенко В.М., Дубасов Ю.В. Аналитическая химия радия. Л.: Наука, 1973. 190 с.
  3. Водяницкий Ю.Н. Химия и минералогия почвенного железа. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева РАСХН, 2002. 236 с.
  4. Горяченкова Т.А., Казинская И.Е., Кларк С.Б., Новиков А.П., Мясоедов Б.Ф. Методы изучения форм нахождения плутония в объектах окружающей среды // Радиохимия. 2005. № 6. С. 550–555.
  5. Дженбаев Б.М., Жолболдиев Б.Т., Калдыбаев Б.К., Кармышова У.Ж., Жумалиев Т.Н. Радиоэкологическая оценка урановых хвостохранилищ Кыргызстана // Исследование живой природы Кыргызстана. 2018. № 1–2. С. 69–83.
  6. Жолочубеков Н.Ж., Дженбаев Б.М., Баширова Н.М. Загрязнение радионуклидами почв месторождения Ак-Тюз и его окрестностей // Наука, новые технологии и инновации Кыргызстана. 2018. № 6. С. 37–39.
  7. Зайдельман Ф.Р., Никифорова А.С. Генезис и диагностическое значение новообразований почв лесной и лесостепной зон. М.: Изд-во МГУ, 2001. 216 с.
  8. Зайдельман Ф.Р., Оглезнев А.К. Определение степени заболоченности по свойствам конкреций // Почвоведение. 1971. № 10. C. 94–101.
  9. Иманбердиева Н.А., Качыбекова С.Д., Жолболдиев Б.Т. Загрязнения радионуклидами почвенного покрова ураново-техногенной провинции Мин-Куш Кыргызстана // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2019. № 5. С. 30–34.
  10. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.
  11. Классификация и диагностика почв СССР. М.: Колос, 1977. 221 с.
  12. Ковалев И.В., Ковалева Н.О., Столпникова Е.М., Федотов А.Б. Возраст и генезис Fe-Mn конкреций серых лесных почв южной тайги, по результатам изотопных и метагеномных исследований // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17, почвоведение. 2022. № 4. С. 97–105.
  13. Кряучюнас В.В., Игловский С.А., Шахова Е.В., Любас А.А., Кузнецова И.А. Малоинтенсивные радиоактивные аномалии на территории города Архангельска // Экология человека. 2016. № 5. С. 9–16.
  14. Кряучюнас В.В., Шахова Е.В. Радиологические исследования на территории города Архангельска // Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека: Матер. V Междунар. конф. Томск, 2016. С. 360–363.
  15. Манахов Д.В., Алёхина Е.А., Липатов Д.Н., Мамихин С.В. Формы нахождения 226Ra и 232Th в дерново-подзолисто-глеевой почве // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17, почвоведение. 2019. № 3. С. 45–52.
  16. Национальный атлас почв Российской Федерации. М.: Астрель: АСТ, 2011. 632 с.
  17. Никифорова А.С. Железистые новообразования почв южно-таежной подзоны Европейской территории России – генезис, свойства, диагностическое значение. Автореферат дис. … докт. биол. наук. М., 1997. 51 с.
  18. Павлов А.Г. Миграция урана на техногенно загрязненной территории Олекминского района Республики Саха (Якутия) // Достижения науки и техники АПК. 2009. № 1. С. 20–22.
  19. Павлоцкая Ф.И. Формы нахождения и миграция радиоактивных продуктов глобальных выпадений в почвах. Дис. … докт. хим. наук. М., 1981. 519 с.
  20. Почвоведение. Ч. 1. Почва и почвообразование / Под ред. Ковды В.А., Розанова Б.Г. М.: Высш. шк., 1988. 400 с.
  21. Рачкова Н.Г., Шапошникова Л.М. Формы нахождения урана в почве, поверхностных водах и донных отложениях района бывшего радиевого промысла // Успехи современного естествознания. 2019. № 10. С. 107–112.
  22. Рачкова Н.Г., Шуктомова И.И. Изменение подвижности соединений урана, радия и тория в пахотном слое подзолистой почвы // Почвоведение. 2009. № 2. С. 211–217.
  23. Рачкова Н.Г., Шуктомова И.И. Распределение урана и тория в подзолистой почве, загрязненной их растворимыми соединениями // Геохимия. 2015. № 2. C. 187–195.
  24. Рачкова Н.Г., Шуктомова И.И., Таскаев А.И. Состояние в почвах естественных радионуклидов урана, радия и тория (обзор) // Почвоведение. 2010. № 6. С. 698–705.
  25. Собакин П.И., Герасимов Я.Р., Перк А.А. Радиоэкологическая обстановка в районе монацитовой россыпи в Южной Якутии // Геохимия. 2019. № 4. С. 440–448.
  26. Собакин П.И., Чевычелов А.П., Герасимов Я.Р. Миграция естественных радионуклидов в поверхностных водах горно-таежных ландшафтов Эльконского урановорудного района (Южная Якутия) // Геохимия. 2015. № 11. С. 1032–1042.
  27. Собакин П.И., Чевычелов А.П., Горохов А.Н. Радиогеохимия почв и песков территории монацитовой россыпи в Южной Якутии // Почвоведение. 2021. № 12. C. 1549–1563.
  28. Соколова Т.А., Толпешта И.И., Трофимов С.Я. Почвенная кислотность. Кислотно-основная буферность почв. Соединения алюминия в твердой фазе почвы и в почвенном растворе. Тула: Гриф и К, 2012. 124 с.
  29. Тараборин Д.Г., Гацков В.Г., Демина Т.Я. Радиология нефтегазоносных районов Западного Оренбуржья. Оренбург: ИПК ОГУ, 2003. 160 с.
  30. Теория и практика химического анализа почв. М.: ГЕОС, 2006. 400 c.
  31. Тимофеева Я.О. Накопление и фракционирование микроэлементов в почвенных железо-марганцевых конкрециях различного размера // Геохимия. 2008. № 3. С. 293–301.
  32. Тимофеева Я.О. Физические и физико-химические свойства почвенных ортштейнов // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6. С. 561.
  33. Тимофеева Я.О., Голов В.И. Аккумуляция микроэлементов в ортштейнах почв (обзор литературы) // Почвоведение. 2010. № 4. С. 434–440.
  34. Тяжелые естественные радионуклиды в биосфере: Миграция и биологическое действие на популяции и биогеоценозы. М.: Наука, 1990. 368 с.
  35. Чевычелов А.П., Собакин П.И., Горохов А.Н. Радиационно-экологическая оценка отвалов горных пород зоны Южная в Эльконском ураново-рудном районе (Южная Якутия) // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2019, № 6. С. 65–78.
  36. Шандала Н.К., Семенова М.П., Исаев Д.В., Киселев С.М., Серегин В.А., Титов А.В., Филонова А.А., Журавлева Л.А., Маренный А.М. Радиоэкологическая обстановка в районе расположения приаргунского производственного горно-химического объединения // Гигиена и санитария. 2014. № 4. С. 14–18.
  37. Шапошникова Л.М., Шуктомова И.И. Особенности распределения урана, тория и радия в профиле техноподзолистой почвы // Успехи современного естествознания. 2016. № 6. С. 48–52.
  38. Юдина А.В. Лазерная дифрактометрия в почвоведении: методические аспекты и диагностическое значение. Дис. … канд. биол. наук. М., 2018. 251 с.
  39. Ames L.L., McGarrah J.E., Walker B.A. Sorption of uranium and radium by biotite, muscovite and phlogopite // Clays and clay miner. 1983. V. 31. № 5. P. 351–356.
  40. IUSS Working Group WRB. World Reference Base for Soil Resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps. 4th edition. International Union of Soil Sciences (IUSS). Vienna, 2022. 234 p.
  41. JCGM 100, 2008. Evaluation of Measurement Data – Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement. JCGM, 2008. V. 100. 116 p.
  42. Kabata-Pendias A. Trace elements in soils and plants. N.Y.: CRC Press, 2011. 505 p.
  43. Ram H., Singh R.P., Prasad J. Chemical and mineralogical composition of Fe–Mn concretions and calcretes occurring in sodic soils of Eastern Uttar Pradesh, India // Australian J. Soil Res. 2001. V. 39. № 3. P. 641–648. https://doi.org/10.1071/SR98098
  44. Ryżak M., Bieganowski A. Methodological aspects of determining soil particle-size distribution using the laser diffraction method // J. Plant Nutrition Soil Sci. 2011. V. 174. № 4. P. 624–633. https://doi.org/10.1002/jpln.201000255
  45. Schwertmann U., Fanning D.S. Iron manganese concretions in hydrosequence of soils in loess in Bavaria // Soil Sci. Soc. Am. J. 1976. V. 40. № 5. P. 731–738.
  46. Van de Wiel H.J. Determination of Elements by ICP-AES and ICP-MS // National Institute of Public Health and the Environment (RIVM). Bilthoven, The Netherlands. 2003. P. 1–19.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Дополнительные материалы
Скачать (593KB)
Метаданные
3. Рис. 1. Профильное распределение суммарных удельных активностей радия-226 (1), урана-238 (2) и тория-232 (3) в дерново-подзолисто-глеевой почве.

Скачать (977KB)
Метаданные
4. Рис. 2. Профильное распределение удельных активностей различных фракций (F1, F2… F5) тяжелых естественных радионуклидов в дерново-подзолисто-глеевой почве, Бк/кг: (a) – радий-226, (b) – уран-238, (c) – торий-232.

Скачать (1MB)
Метаданные
5. Рис. 3. Суммарная удельная активность радия-226 (1), урана-238 (2) и тория-232 (3) в компонентах горизонта ELnn,g. ВПМ – вмещающая почвенная масса; 1–2, 2–3, …, >10 мм – размер фракции новообразований.

Скачать (2MB)
Метаданные
6. Рис. 4. Формы нахождения (фракции F1, F2, …, F5) радия-226 (a), урана-238 (b) и тория-232 (c) в горизонте ELnn,g. ВПМ – вмещающая почвенная масса; 1–2, 2–3, …, >10 мм – размер фракции новообразований.

Скачать (3MB)
Метаданные
7. Рис. 5. Валовое содержание (мг/кг) Fe, Mn, Al и Ca и фракции (F1, F2, …, F5) в дерново-подзолисто-глеевой почве.

Скачать (4MB)
Метаданные
8. Рис. 6. Валовое содержание (мг/кг) Fe, Mn, Al и Ca и фракции (F1, F2, …, F5) в горизонте ELnn,g. ВПМ – вмещающая почвенная масса; 1-2, 2-3, …, > 10 мм – размер фракции новообразований.

Скачать (2MB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025