Научные достижения химического факультета
21.11.2023
Ученые МГУ выяснили пути миграции радиоактивного цезия
Сотрудники
кафедры радиохимии химического факультета МГУ с коллегами с кафедры химии почв
факультета почвоведения МГУ выявили основные закономерности сорбции радионуклида
цезия торфянисто-подзолисто-глееватой почвой и ее отдельными компонентами.
Полученные данные о подвижности цезия в окружающей среде обеспечивают лучшее
понимание последствий радиоактивных загрязнений. Работа выполнена в рамках
проекта "Почва как геохимический барьер для радионуклидов" Междисциплинарной
научно-образовательной школы Московского университета "Будущее планеты и
глобальные изменения окружающей среды". Результаты исследования опубликованы
в журнале Chemosphere.
Радионуклиды
попадают в окружающую среду вследствие аварийных происшествий на предприятиях
ядерно-топливного цикла и испытаний ядерного оружия. Для предсказания путей
миграции радионуклидов важно изучать их взаимодействие с различными природными средами,
в частности, почвами и их компонентами.
"Почва
– мощный геохимический барьер для радионуклидов –– объяснила соавтор
исследования, заведующая кафедрой химии почв факультета почвоведения МГУ Инна Толпешта.
– Почвенный профиль состоит из различных генетических горизонтов, различающихся
между собой по физическим и химическим свойствам. Почвенное органическое
вещество, несиликатные соединения железа и алюмосиликаты в разной степени
сорбируют радионуклиды. Закономерности сорбции и прочность закрепления
радионуклидов на разных почвенных компонентах зависят от кислотно-основного и
окислительно-восстановительного статуса почвы. Изучение этих закономерностей
необходимо для прогноза миграции радионуклидов в ландшафте".
Одним
из наиболее интересных радионуклидов для подобных исследований считается цезий.
Он образуется в процессе ядерных взрывов и вследствие работы ядерного реактора,
при этом период его полураспада составляет около 30 лет. Соединения цезия
обладают высокой растворимостью, катион цезия мобилен и способен заменять
щелочные металлы, что способствует активному поглощению цезия растениями и
животными.
"Имеющиеся
данные о сорбции цезия зачастую противоречат друг другу, – пояснила соавтор
исследования, старший научный сотрудник кафедры радиохимии химического
факультета МГУ к.х.н. Анна
Романчук. – Оставалось неясным влияние органического вещества и
несиликатных соединений железа на закрепления цезия в почвах. Проанализировав
литературные данные, мы выделили наиболее интересные для уточнения вопросы и
изучили влияние органического вещества, несиликатных соединений железа и
глинистых минералов на сорбционное поведение цезия".
Авторы
выбрали для исследования почвы на территории Центрально-лесного
государственного заповедника в Тверской области. Эксперименты проводили на
необработанных почвах и на образцах, очищенных от важных для сорбции
компонентов: органического вещества и несиликатных соединений железа. Это
позволило оценить роль отдельных компонентов почв.
"Нашей
целью было исследование подвижности цезия, поэтому помимо сорбции мы также
изучили обратный ей процесс – десорбцию, – рассказала Анна Романчук. – Для
этого содержащие цезий почвы последовательно обрабатывали различными
реагентами, увеличивая агрессивность условий воздействия. Так мы выявили
преимущественные для взаимодействия с цезием компоненты почвы и оценили его мобильность
в условиях, приближенных к условиям окружающей среды. Выяснили, что все
рассмотренные горизонты торфянисто-подзолисто-глееватой почвы эффективно
сорбируют цезий. Наибольшее влияние, содержание органического вещества и
наличие определенных глинистых минералов".
В будущем
авторы планируют изучить взаимодействие других техногенных радионуклидов (урана,
америция, стронция, плутония, нептуния) с разными типами почв и сравнить эти
данные с реальными загрязненными объектами. Результаты работы позволят
спрогнозировать миграцию радионуклидов и разработать методы реабилитации
загрязненных территорий.
Автор
текста Алина Сагитова/пресс-служба химического факультета МГУ
