Почвоведение с основами геологии - Ковриго В.П.
ISBN 5-10-003135-2
Скачать (прямая ссылка):
Глава 17
РАДИОАКТИВНЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВ
В почвах и материнских породах присутствует широкий набор радиоактивных элементов (радионуклидов). Они могут быть как естественного, так и антропогенного происхождения. В связи с этим различают естественную и искусственную радиоактивность почв. Она выражается количеством ядерных распадов в единицу времени и измеряется в беккерелях (1 Бк = 1 распад/с) или единицах активности —- кюри (1 Ки = 3,7*1010 Бк).
17.1. ЕСТЕСТВЕННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ
Она обусловлена двумя группами радиоактивных элементов — первичными, которые содержатся в материнских породах и вошли в состав почв, и космогенными — поступающими в почву из атмосферы, образование которых происходит при взаимодействии космического излучения с ядрами стабильных элементов. Первичные радионуклиды представлены ураном (238U, 235U)5 торием (232Th), радием (226Ra), радоном (222Rn, 220Rn), изотопами калия (40K), рубидия (8'Rb), кальция (48Ca), циркония (96Zr) и др.; космогенные представлены тритием (3H), бериллием (7Be, 10Be) и углеродом (14Q.
Все естественные радиоактивные изотопы, как правило, долго-живущие с периодом полураспада I О8—1016 лет, испускающие альфа- и бета-частицы и гамма-лучи. Естественная радиоактивность определяется в основном содержанием урана, тория, радия и изотопа калия. В почвах радионуклиды находятся в очень малых количествах, в рассеянном состоянии (уран — 3-10~6 — 5,Ы0-4 %; то
183
рий-4-Ю"6- 16-jO-4; радий- 1-10-12- 1,7-10"10; калий -3,9-10"-6 — 3,1-10™5 %). Наблюдается возрастание их концентраций в меридиональном направлении (табл. 36) от подзолистых почв к сероземам.
36. Концентрация основных естесхвенньгх радиоизотопов в почвах (Тихомиров, 1988)
Почвы
Концентрация, Бк/кг
40K 238TJ 232Th по 8 8 180 11 15 360 18 27 450 22 32 500 26 44 700 32 45 810 38 60 450 32 32 Болотные Подзолистые Дерново-подзолистые Серые лесные Черноземы Каштановые Сероземы
Среднемировое значение для почвенного покрова
Валовое содержание радионуклидов в почвах прежде всего зависит от материнских пород. Например, почвы, сформировавшиеся на обогащенных фосфором породах, содержат повышенные концентрации урана. Содержание естественных радиоактивных элементов в почвах зависит также от степени изменения материнской породы в процессе почвообразования, а количественные изменения по профилю — от типа почвообразования. Оподзоливание, осолодение, лёссивирование, осолонцевание приводят к выносу естественных радионуклидов из элювиальных горизонтов в иллювиальные. В лесостепных почвах и почвах степных областей профильная дифференциация содержания радиоэлементов совпадает с типичными профильными закономерностями изменений в них гранулометрического состава, оксидов железа и алюминия.
17.2. ИСКУССТВЕННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ
Она является следствием загрязнения почв радионуклидами в результате термоядерных взрывов, аварий на атомных электростанциях, внесения в почву фосфорных удобрений, часто содержащих изотопы урана, загрязнения почвы отходами атомной промышленности, зольными выбросами тепловых электростанций, работающих на угле и горючих сланцах, содержащих уран, радий, торий, полоний. Всем известны трагические последствия сброшенных США атомных бомб в конце второй мировой войны на города Японии Хиросима и Нагасаки, последствия аварии на Чернобыльской АЭС в Белоруссии. Радиоэлементы разносятся ветром, дождевыми и талыми водными потоками, расширяя зоны ра
184
диоактивных загрязнений почвенного покрова и природных вод, подвергая радиоактивному облучению живые организмы.
Особенностью радиоактивных загрязнителей является то, что они обычно не изменяют уровень плодородия почв, но накапливаются в урожае. Поэтому на продукты питания для человека и. корма для животных установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) радионуклидов.
В почвах более тяжелых и гумусированных антропогенные радионуклиды активнее и надолго закрепляются в верхнем гумусовом горизонте. В почвах же легких они могут мигрировать в течение 10—15 лет на глубину 40—50 см. В экологическом отношении особенно опасны долгоживущие антропогенные радионуклиды: 90Sr, 106Ru, 129J, 137Cs, 144Ce, 226Ra, 232Th, 238U, 239Pu. У стронция-90 период полураспада 28 лет, у цезия-137 — 33 года, а у некоторых других долгоживущих радионуклидов он составляет сотни лет. Цезий и стронций наиболее активно вовлекаются в биологический круговорот веществ благодаря тому, что цезий является аналогом калия, а стронций — кальция. Основное количество стронция и цезия, поступившее в растения, накапливается в их надземной массе, а остальных радионуклидов — в корнях. В урожае сельскохозяйственных культур содержание стронция можно уменьшить в 4—5 раз, применяя органические и минеральные удобрения, а на кислых почвах — известь. Стронций-90 задерживается в организме человека и животных гораздо дольше, чем цезий-137.
Контрольные вопросы и задания
1. Что такое естественная радиоактивность почв, чем она вызывается? 2. Чем вызывается искусственная радиоактивность? 3. Охарактеризуйте агрономическое и экологическое значение радиоактивности почв.
