Основным источником урана в биосфере является земная кора. Кларковое содержание урана в земной коре составляет 3·10-4%. Некоторое количество урана поступает на земную поверхность с вулканическими выбросами, а так же в результате антропогенной деятельности (при добыче и переработке урана) [20, 104].
Минералы урана делятся на первичные и вторичные. Минералы U (VI) содержат уран в виде U4+. Основные минералы - безводные окислы. Минералы U (VI) соответствует зоне окисления и характеризуется яркой (желтой, зеленой, оранжевой, белой и т. д.) окраской, свойственной солям уранила. Основной структурной единицей таких минералов является UO22+. Все минералы уранила растворимы в минеральных кислотах, а некоторые - в воде. Весьма распространены карбонаты, сульфаты, ванадаты, арсенаты, фосфаты, силикаты уранила. Все они построены по типу двойных (тройных) солей. Водные основные фосфаты, арсенаты, и ванадаты уранила, Ca, Mg, Ba, Cu, Pb и других объединены в группу урановых слюдок. Наиболее распространенными являются:
отенит - Ca(UO2)2(PO4)210H2O;
метаторбенит - [Cu(H2O)4][(UO2)2PO4)]4H2O;
карнотит - K2(UO2)2(VO4)2(0-3)H2O:
бейлииит - Mg2(UO2)2(CO3)318H2O [23.44].
Уран относиться к классу водных мигрантов, в природных водах он существует в виде иона уранила UO+2, однако, роль биогенной миграции при его перемещении в биосфере также весьма значительна [20, 104].
Фактором, определяющим поведение урана, является его высокая массовая концентрация в почвах, в результате чего в поведении радионуклида играют существенную роль химические свойства самого элемента [20, 104]. Среднее содержание урана в земной коре составляет 4·10-4 %. Уран аккумулируется в почве в результате выветривания пород и почвообразования, в последствии чего концентрация этого элемента в почве оказывается более высокая, чем в породах, из которых он происходит [20, 108]. За геохимический фон принята величина содержания урана, полученная В. И. Вернадским - 50,0 Бк/кг [20, 108], среднемировая концентрация в почвах - 24,4 Бк/кг [21, 29]. В районах, сложенных кристаллическими породами с высоким содержанием урана, концентрация его в почве повышается.
Распределение урана в почвах отдельных ландшафтных поясов определяется характером и направлением процессов почвообразования, в результате которых почвы сильно различаются по содержанию этого элемента. Отмечается увеличение концентрации естественных радионуклидов с севера на юг, что обусловлено существенными различиями в почвообразовательных процессов северных и южных регионов [20, 108].
Минимальное содержание урана приурочены к северным районам Восточно-Европейской равнины (до 580 с. ш.), т. е. к областям распространения подзолистых почв и составляет (0,1 - 1,0)·10-4%. По ландшафтно-климатическому районированию - это области тундровой и таежно-лесной зон. В зоне распространения песчаных и супесчаных дерново-подзолистых почв (Восточно-Европейская равнина) концентрации урана несколько выше (1,0 - 1,5)·10-4% [23, 77]. В серых лесных почвах содержание U238 равно 3,4·10-4 %, в черноземах (от оподзоленного на севере до южного на юге зоны) - 3,0·10-4 %, в верхних горизонтах сероземных почв полупустынь - 2,2·10-4 % [21, 29].
В пределах каждого почвенного профиля происходит перераспределение элементов между генетическими горизонтами. Поведение урана связано с двумя основными процессами: накоплением в составе минеральной фракции, унаследованной от почвообразующих пород, и аккумуляцией из почвенных вод. Соотношение между этими процессами во многом определяется формами нахождения урана в почвообразующих породах. Преобладание урана, изоморфно входящего в устойчивые к химическому выветриванию акцессорные минералы, обусловливает его невысокие концентрации в почвенных водах и ничтожную роль сорбционных форм [23.77].
Распределение урана по профилю для разных почв имеет свои закономерности. В дерново-глеевых почвах оно - равномерно, в торфянисто-глеевых проявляется аккумулятивный тип распределения, хотя в целом для естественных радионуклидов характерна аккумуляция в верхних горизонтах почв [20.109]. Концентрация урана в верхнем слое почв находится в зависимости от физико-химических свойств последних. Торфяно-болотные, темно-каштановые, горно-луговые субальпийские почвы характеризуются несколько повышенным содержанием урана в горизонте А по сравнению с нижележащими горизонтами [20] средне подзолистых почвах несколько повышенная концентрация урана отмечается в иллювиальном горизонте. В содержании и распределении урана в лугово-болотных почвах определенную роль играет глубина залегания грунтовых вод и степень минерализации [7.23].
TimeBiology