Почвоведение Том 1 - Белицина Г.Д.
ISBN 5-06-001159-3
Скачать (прямая ссылка):
217
Таблица 41. Концентрация основных естественных радиоизотопов в почвообразующих породах
Псрсда Концентрация, Бк/кг
40К 232Th 2 3 8 U
Изверженные: кислые средние мафические ультраосновные 1100 900 300 180 1000 40 15 30 70 30 15 5
Осадочные 110 9 10 14 55 35 32 23 55
известняки карбонаты песчаники сланцы 450 900
пада является газообразный радон, значительная часть которого может улетучиваться из почвы в атмосферу.
Уран. Природный уран состоит из изотопов 234U (0,0058%), 235U (0,71%) и 238U (99,28%). Уран входит в состав многих горных пород и постоянно присутствует в почвах. Особенно высоко его содержание в фосфатных породах (до 1,2• 10-4 г/г), что определяет высокую концентрацию урана в фосфорных удобрениях и в почвах, формирующихся на богатых фосфатами породах.
Радий. Из промежуточных продуктов распада 238U следует выделить присутствующий в почвах в следовых (по массе) количествах 2 6Ra (T1/2=1600 лет), который относится к группе щелочно-земельных элементов, т. е. является химическим аналогом элементов-биофилов Са и Mg.
Торий. Содержание тория в горных породах варьирует более чем в 10 раз (табл. 41). Сам торий химически относительно мало подвижен в почвах и в системе почва — растения, но этот элемент представляет интерес при изучении радиоактивности почвы, если рассматривать его совместно с дочерними продуктами распада.
Актиниды — торий и уран сходны по многим химическим свойствам, например по размерам ионов. Поэтому они приурочены к одним и тем же родственным минералам. По меньшей мере 2/з урана и тория в литосфере содержится в виде минеральных зерен с размерами в несколько десятков микрометров в таких минералах, как циркон ZrSiO4 и монацит (в основном СеР04). Эти минералы отличаются повышенной устойчивостью к процессам выветривания и могут относительно накапливаться в продуктах выветривания горных пород и почвах.
Калий-40 и рубидий-87. Существенный вклад (до 50%) в естественную радиоактивность почв вносят долгоживущий радиоактивный изотоп 40К (T1/2=1,3 • 109 лет), распадающийся с ис-
218
пусканием бета-частиц и гамма-излучения, и, отчасти, 87Rb ( T1/2 = = 5 • 1010 лет), не являющиеся членами радиоактивных семейств. Концентрацию 40К в почвах легко определить, если известно содержание в них общего калия (40К составляет 0,0119% общей массы калия); кларковое содержание этого радиоизотопа в литосфере составляет 3 • 10-6 г/г. Рубидий-87 наиболее распространен в литосфере из всех природных радиоактивных ядер (кларк равен 75^10-6 г/г). Однако вследствие большого периода полураспада и наличия только бета-излучения его вклад в суммарную радиоактивность мал.
Углерод-14 и тритий — космогенные радиоизотопы. Из сравнительно короткоживущих естественных радиоизотопов, присутствующих в почвах, интерес для почвоведения представляют радиоуглерод 14C(T1/2 = 5760 лет) и тритий — сверхтяжелый изотоп водорода (T1/2 = 12,3 лет), образующиеся в атмосфере при взаимодействии нейтронов космического излучения с ядрами азота (14N) и поступающие в почву из атмосферы, благодаря чему их содержание поддерживается примерно на постоянном уровне.
12.2. Распределение ЕРЭ в почвах
В целом обнаруживается корреляция между содержанием долгоживущих ЕРЭ в почвах (табл. 42) и почвообразующих горных породах (табл. 41). В наиболее распространенных породах литосферы— гранитах и глинах — содержится (11 — 18) • 10-6 г/г Th, 75 • 10-6 г/ЛЬ, 3 • 10-6г/г40К, (3—4) • 10-6 г/г U И 10-12г/г Ra. Эти концентрации близки к кларковым значениям для всей доступной части литосферы, поскольку распространенность других горных пород сравнительно мала.
Другой важный фактор, от которого зависит содержание ЕРЭ в почвах, — степень изменения материнской горной породы в процессе почвообразования. Например, в почвах, образованных на элювии карбонатных пород, концентрация ЕРЭ в несколько раз выше, чем в почвообразующих породах: выветривание карбонатов в процессе почвообразования приводит к относительному накоплению ЕРЭ в почвах. Еще более выраженное несоответствие между содержанием ЕРЭ в почвах и породах наблюдается в тех случаях, когда почвы по составу резко отличаются от подстилающих пород, например торфянистые почвы.
Вертикальное распределение ЕРЭ по глубине почвенного профиля определяется спецификой почвообразовательного процесса. Карбонатные почвы на остаточной коре выветривания имеют наибольшие концентрации ЕРЭ в верхнем гумусовом горизонте с убыванием в более глубоких слоях. Оподзоливание, лессивиро-вание, осолонцевание, осолодение и оглеение сопровождаются выносом ЕРЭ из элювиальных горизонтов и накоплением в иллювиальном и глеевом горизонтах, где концентрация ЕРЭ повышается в 1,5—3 раза. Слабо дифференцировано распределение ЕРЭ по профилю серых лесных, черноземных, каштановых, полупустын-
219
Таблица 42. Концентрация основных естественных радиоизотопов в почвах
Почвы Концентрация, Бк/кг
40К !!,U 232Th
Болотные 110 8 8
Подзолистые 180 11 15
Дерново-подзолистые 360 18 27
Серые лесные 450 22 32
Черноземы 500 26 44
Каштановые 700 32 45
