Поведение U238 и формы его нахождения в почве определяются как состоянием самого нуклида, так и физико-химическими свойствами почвами. Зависимость коэффициента поглощения урана-238 (Кр U238) от рН почвенного раствора нелинейная, отмечено наличие трех максимумов при рН 5 - 6, 9 - 10 и 12, минимума - при рН 2 - 3. Самое слабое поглощение U238 дерново-подзолистой и дерново-луговой почвами происходит при рН 2 - 3, а максимальное (97 - 98%) при рН 5 - 8. При взаимодействии U238 в виде уранил-иона с почвами разных типов и минералами, Кр U238 колеблется от 7 до 338 см3/г, и снижается более чем в 10 раз при увеличении количества U238 в растворе выше 10-4 г/л.
В более северных районах со слабокислым составом вод и значительным преобладанием катионных форм среди растворенных в воде соединений урана реализуются благоприятные условия для сорбции урана на минеральных коллоидах. Для районов лесостепи, где уран находится в природных водах в форме анионных карбонатных комплексов, сорбционные процессы на минеральных коллоидах, видимо, играют несущественную роль. Более важное значение здесь имеют процессы испарения и соосаждения с выпадающими при этом сульфатами, карбонатами, фосфатами и т. д. Такие зоны обогащения ураном не являются стабильными и зависят от сезонных изменений количества осадков, уровня грунтовых вод и температуры [1.205].
Общим свойством всех почв лесостепной зоны является высокая карбонатность, близкая к нейтральной, либо щелочная реакция, высокое содержание гумуса и обменных оснований. Распространенные здесь воды бикарбонатного состава со слабощелочной реакцией, являются благоприятной средой для выщелачивания и растворения многих урансодержащих и урановых минералов. В таких водах уран прочно удерживается в растворе в форме анионных уранил-карбонатных (или бикарбонатных) комплексных соединений, в то время как для северных районов более типичны менее устойчивые в растворе катионные формы [1.209].
Для всех типов почв отмечается закономерность прямой зависимости распределения урана по почвенному профилю от содержания органического вещества в почвах и механического состава, от количества илистой фракции.
Наблюдается положительная корреляция между содержанием гумуса и урана [7.23].
Средняя концентрация этого радионуклида зависит от содержания в почве органических веществ. В почвах, отличающихся повышенным содержанием органического вещества (в черноземно-луговой, болотной) концентрация урана 1.5 - 2,0 раза выше, чем в типичном черноземе. В перегнойно-аккумулятивном и переходном оглееном горизонтах пойменных лугово-болотных и дерново-луговых почвах содержание этого радионуклида выше, чем в типичном черноземе в 1,8 - 4,0 раз. При этом в гумусе может быть сосредоточено до 32% 238U от его валового содержания в гумусовом горизонте. Гумусовые вещества и битумы способны избирательно извлекать U238 из растворов с низкой концентрацией. U238 связывается преимущественно с фульвокислотами, в меньшей степени с гуминовыми кислотами. Важным фактором, определяющим закрепление U238 в почве, является окислительно-восстановительный потенциал почв: восстановление UO2+2 до U+4, как правило, приводит к осаждению U238 в виде труднорастворимых соединений [21.30].
Высокую роль в перераспределении радионуклидов по профилю играет гранулометрический состав. Илистая фракция почв характеризуется часто самым высоким содержанием U238 как природного, так и техногенного происхождения [20.111]. При этом сорбция главным образом происходит за счет глинистых минералов (иллита, коалинита, монтмориллонита) [21.30]. В некоторых случаях отмечается прямая корреляционная зависимость между содержанием урана и илистой фракции. Коэффициент корреляции между содержанием илистой фракции и урана для нижних горизонтов подтверждает прямую связь содержания урана в почвах с почвообразующей породой [7.24]. Однако чаще всего основным источником урана являются более крупные фракции (0,001 - 0,01 мм), преобладающие в механическом составе почв.
Очень слабо поглощается U238 известняком, практически не сорбируется кремнеземом. Влияние емкости катионного обмена на сорбцию U238 почвами отсутствует.
TimeBiology