Естественные радионуклиды 238U, 226RA И 222RN в поверхностных водах Эльконского ураново-рудного района (Южная Якутия)
- Авторы: Чевычелов А.П.1, Собакин П.И.1, Кузнецова Л.И.1
-
Учреждения:
- Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН
- Выпуск: Том 46, № 6 (2019)
- Страницы: 613-620
- Раздел: Гидрохимия. Гидробиология, экологические аспекты
- URL: https://journals.eco-vector.com/0321-0596/article/view/18879
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0321-0596466613-620
- ID: 18879
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Изучен химический состав поверхностных вод и содержание в них радионуклидов 238U, 226Ra и 222Rn в пределах как естественных, так и техногенных ландшафтов Южной Якутии. Показано, что в техногенно-нарушенных ландшафтах Эльконского ураново-рудного района отмечается интенсивная водная миграция данных радионуклидов из отвалов радиоактивных горных пород, образовавшихся в ходе широкомасштабных геологоразведочных работ на радиоактивное сырье, проводимых здесь в последней трети ушедшего ХХ в. При этом в настоящее время по вектору стока от источников радиоактивного загрязнения ореалы водного рассеяния 238U и 226Ra фиксируются на расстоянии до 2 км, иногда и более.
Ключевые слова
Полный текст
ВВЕДЕНИЕ
Техногенез — это совокупность геохимических процессов, связанных с деятельностью людей, которая сопровождается извлечением из окружающей среды, концентрацией и перегруппировкой химических элементов. Прогноз влияния техногенеза и обоснование методов защиты природной среды от загрязнения должны базироваться на знании законов миграции химических элементов в различных природных геохимических обстановках поверхности земли [2].
При разведке и разработке месторождений с повышенным содержанием естественных радионуклидов в поверхностные воды ближайших водных артерий (реки, ручьи, временные водотоки) поступают дополнительные количества естественных радиоактивных элементов вместе с жидкими отходами промышленных производств [5, 7, 16]. Характер и масштабы такого поступления зависят от типа месторождений, технологии разведки и разработки недр, ландшафтно-геохимических особенностей региона и других условий.
Поверхностные воды криолитозоны — малоизученные в радиационном отношении компоненты мерзлотных ландшафтов. Настоящие исследования проводились на территории Эльконского ураново-рудного района (ЭУРР). Район расположен в центральной части Алданского нагорья в Южной Якутии в пределах среднетаежной подзоны мерзлотно-таежной области бореального пояса Восточной Сибири. В геоморфологическом отношении ЭУРР приурочен к Эльконскому горсту. Эльконский горст представляет собой выступ кристаллических пород фундамента, с которого полностью удалены осадочные отложения. Рельеф поверхности горста в основном крутосклоновый и среднегорный. Это складчато-глыбовое ступенчатое сооружение, максимальная высота которого 1498 м (рис. 1). Кристаллический фундамент этой территории сложен нижне- и верхнеархейскими гнейсами, кристаллическими сланцами, кварцитами и гранитоидами. Здесь выявлено несколько десятков урановых месторождений и рудопроявлений. Браннерит — основной рудный минерал — распределен в руде неравномерно [8].
Рис. 1. Картосхема отбора водных проб на территории ЭУРР: 1 — населенные пункты, 2 — трасса АЯМ, 3 — радиоактивные отвалы горных пород, 4 — реки, 5 — точки отбора водных проб.
Климат исследуемой территории в целом может быть охарактеризован как резко континентальный, холодный гумидный и супергумидный. Растительность здесь характеризуется главным образом средне- и верхнетаежной лиственничной тайгой, а также горными тундрами. Все вышеназванные ландшафтно-климатические особенности Эльконского горста позволяют утверждать, что водная миграция элементов в ландшафтах здесь происходит в условиях крутосклонового горного рельефа, провальной фильтрации, промывного и окислительного режима почвогрунтов [18]. Последнее исходно предполагает формирование в данном регионе широкомасштабных и интенсивных радиоактивных загрязнений поверхностных вод в техногенных зонах. На исследование особенностей химического состава данных вод и оценку степени их радиоактивного загрязнения естественными радионуклидами (238U, 226Ra, 222Rn) направлена настоящая работа.
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследование масштабов и степени радиоактивного загрязнения поверхностных вод ЭУРР проведено на территории зоны Южной, а более детально на примере руч. Пропадающего, дренирующего наиболее активные отвалы участка Курунг-1. Здесь в последней трети ушедшего ХХ в. были проведены широкомасштабные геолого-поисковые работы на радиоактивное сырье. По данным Госатомнадзора Дальневосточного округа РФ [1], на территории ЭУРР в ходе настоящих почти 25-летних исследований было извлечено из недр и складировано на дневную поверхность в отвалы >1 млн т рудной массы. Общее количество урана, содержащегося в данной рудной массе, составляет ~2000 т. Это исходно предполагает значительные масштабы радионуклидного загрязнения территории. Учитывая то, что данные радиоактивные отвалы горных пород находятся в области гипергенеза уже почти 40 лет, зоны техногенного загрязнения, фиксируемые по аномальным значениям содержания естественных радионуклидов в составе поверхностных вод, скорее всего, занимают здесь значительные площади.
Пробы воды руч. Пропадающего отбирались как выше, так и ниже по течению от радиоактивных отвалов на фиксированных расстояниях (через 500 м) от источников загрязнения. Фиксация точек отбора осуществлялась с помощью мерной ленты вдоль русла данного ручья. Помимо этого, отбирались также пробы вод рек Курунга, Элькона и Алдана естественных ландшафтов, находящихся вне зон техногенного загрязнения (рис. 1). Определение содержания U в воде выполнено лазерно-люминесцентным методом на флуорометре АУФ-101 “Ангара”, Ra и Rn — эманационным (радиохимическим) методом. При этом измерение активности 226Ra проведено на приборе “Альфа-1М”, а объемной активности 222Rn (ОАР) — с помощью радиометра типа РРА-01М-01 по стандартным методикам, принятым в геологии и радиоэкологии [6, 12]. Определение рН, минерализации и ионного состава вод выполнено по общепринятым в гидрохимии методикам, при этом точность методов определения большей части компонентов, как правило, не превышала 10–15% [13]. Полученные данные обработаны математическими методами с помощью стандартного программного обеспечения Microsoft Office Excel 2007.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В процессе проведенных работ изучалось содержание естественных радионуклидов 238U, 226Ra и 222Rn как в поверхностных водах ЭУРР (ручей Элькокан, реки Курунг, Холодная, Русская), так и в прилегающих к Эльконскому горсту массивах (реки Большой Ыллымах, Джелинда, Элькон и Алдан) (рис. 1). При этом количество 238U в исследуемых водах изменялось в пределах 1.8×10– 7–55×10–7 г/л, 226Ra — 0.5×10– 7–10.4×10– 12 г/л, 222Rn — 1.4×10– 7–208 Бк/л (табл. 1). Причем, большая часть точек опробования данных вод отражает фоновые концентрации радионуклидов, которые составляют для 238U 1.8×10– 7–4.8×10–7 г/л, для 226Ra — 0.5×10–7–2.2×10–12 г/л, для 222Rn — 1.4×10– 7–11.5 Бк/л. Вариабельность фоновых концентраций данных радионуклидов в исследуемых водах, по мнению авторов настоящей статьи, обусловлена тем, что они пересекают или прорезают горные породы различного химического состава, а также дренируют трещины и разломы, к которым в пределах ЭУРР приурочены основные месторождения и рудопроявления данных радиоактивных элементов [15]. Только с этих позиций можно объяснить повышенные содержания 222Rn (10.5–11.5 Бк/л), обнаруженные в среднем течении рек Акины и Курунги (точки (т.) 1, 12).
Таблица 1. Содержание 238U, 226Ra и 222Rn в поверхностных водах Южной Якутии
№ точек отбора проб | Местонахождение, пункт отбора | Содержание, г/л | 222Rn, Бк/л | |
238U, n×10–7 | 226Ra, n×10–12 | |||
1 | р. Холодная, среднее течение | 2.7 | 2.2 | 3.4 |
2 | р. Холодная, устье | 2.6 | 1.5 | 3.1 |
3 | руч. Минеевский, устье | 3.5 | 0.5 | 4.1 |
4 | р. Русская, устье | 3.7 | 0.5 | 3.6 |
5 | руч. Дрожжевой, ниже участка Д | 6.1 | 1.2 | 9.4 |
6 | руч. Пропадающий, выше участка К1 | 1.8 | 2.0 | 8.3 |
7 | руч. Элькокан, среднее течение | 3.9 | 0.6 | 2.3 |
8 | р. Акин, ниже участка А | 19.0 | 10.4 | 21.4 |
9 | руч. Пропадающий, ниже участка К1 | 55.0 | 4.7 | 208 |
10 | р. Большой Ыллымах, у моста | 2.9 | 1.6 | 1.8 |
11 | р. Большой Ыллымах, выше устья р. Холодной | 2.5 | 2.1 | 2.1 |
12 | р. Акин, среднее течение | 3.4 | 0.5 | 10.5 |
13 | р. Курунг, среднее течение | 3.3 | 0.7 | 11.5 |
14 | р. Джелинда, 3 км от устья | 3.0 | 0.8 | 1.2 |
15 | р. Элькон, у моста | 2.3 | 0.6 | 1.4 |
16 | р. Элькон, устье | 2.2 | 0.6 | 1.2 |
17 | р. Алдан, г. Томмот | 4.6 | 0.6 | 1.5 |
18 | р. Алдан, пос. Пятилетка | 4.8 | 0.8 | 1.6 |
В то же время значительные количества 238U (6.1×10– 7–55.0×10–7 г/л), 226Ra (4.7×10– 7–10.4×10– 12 г/л), а также 222Rn (9.4×10– 7–208.0 Бк/л), которые были определены в водах ручьев Дрожжевой, Акин и Пропадающий (т. 5, 8, 9) по вектору стока ниже радиоактивных отвалов, однозначно указывают на техногенный характер миграции данных радионуклидов, когда увеличение их содержания в исследуемых водах происходит по причине выщелачивания из состава горных пород и руд, слагающих радиоактивные отвалы.
Более детальные исследования изменения химического состава поверхностных вод, а также содержания в них 238U, 226Ra и 222Rn в зависимости от расстояния до радиоактивных отвалов проведены на примере руч. Пропадающего, дренирующего наиболее активные отвалы участка Курунг 1 (табл. 2, 3).
Таблица 2. Ионный состав поверхностных вод техногенных и естественных ландшафтов Южной Якутии (сл. — следовое содержание веществ)
№ | Место отбора проб | рН | Ионы, мг/л/ % экв. | Сумма ионов, мг/л | ||||||
Ca+2 | Mg+2 | Na+ | K+ | HCO3ˉ | SO4–2 | Clˉ | ||||
Техногенные ландшафты | ||||||||||
1 | руч. Пропадающий, начало отвалов | 7.7 | 5.8/22.3 | 1.9/12.3
| 4.0/13.4
| 1.0/2.0 | 12.8/16.2 | 20.7/33.1 | 0.3/0.7 | 46.5 |
2 | 500 м ниже отвалов | 6.9 | 9.4/23.7 | 3.9/16.2 | 4.0/8.8 | 1.0/1.3 | 15.3/12.6 | 35.1/36.9 | 0.3/0.5 | 69.0 |
3 | 1000 м ниже отвалов | 6.7 | 8.2/24.2 | 3.4/16.6 | 3.0/7.7 | 1.0/1.5 | 14.6/14.2 | 28.7/35.3 | 0.3/0.5 | 59.2 |
4 | 1500 м ниже отвалов | 6.7 | 7.6/22.7 | 3.7/17.9 | 3.0/7.8 | 1.0/1.6 | 14.0/13.7 | 28.7/35.7 | 0.3/0.6 | 58.3 |
5 | р. Курунг, выше устья руч. Пропадающего | 6.6 | 9.6/25.7 | 3.4/15.0 | 4.0/9.3 | сл. | 21.9/19.3 | 26.7/29.7 | 0.7/1.0 | 66.3 |
Естественные ландшафты | ||||||||||
6 | р. Курунг, среднее течение | 7.4 | 7.8/27.5 | 2.8/16.2 | 2.0/6.3 | сл. | 20.7/23.9 | 13.4/20.1 | 3.0/6.0 | 49.7 |
7 | р. Элькон, нижнее течение | 7.8 | 16.2/26.8 | 6.6/17.9 | 3.0/4.3 | 1.0/1.0 | 51.9/28.2 | 27.6/19.0 | 3.0/2.8 | 109.3 |
8 | р. Алдан, г. Томмот | 7.4 | 20.4/25.8 | 8.1/16.9 | 6.0/6.6 | 1.0/0.7 | 86.6/35.8 | 23.7/12.5 | 2.3/1.7 | 148.1 |
Таблица 3. Содержание радионуклидов в поверхностных водах техногенных и естественных ландшафтов Южной Якутии (над чертой приведено содержание радионуклида, под чертой — значение коэффициента концентрации (Кк); прочерк — значение показателя не определено)
№ | Место отбора проб | 238U, n×10–7 г/л | 226Ra, n×10–12 г/л | 222Rn, Бк/л | Ra : U |
Техногенные участки | |||||
1 | руч. Пропадающий начало отвалов | 140/78 | 2.2/3.7 | 256.8/198 | 1.6×10–7 |
2 | 500 м ниже отвалов | 180/100 | 2.6/4.3 | 44.8/34 | 1.4×10–7 |
3 | 1000 м ниже отвалов | 93/52 | 4.7/7.8 | 10.7/8 | 5.0×10–7 |
4 | 1500 м ниже отвалов | 20/11 | – | 2.5/2 | – |
Естественные ландшафты | |||||
5 | руч. Пропадающий, 500 м выше начала отвалов | 1.8 | 2.0 | – | 110×10–7 |
6 | р. Курунг, среднее течение | 3.3 | 0.7 | 3.5 | 21×10–7 |
7 | р. Элькон, нижнее течение | 2.3 | 0.6 | 1.3 | 25×10–7 |
8 | р. Алдан, г. Томмот | 4.6 | 0.6 | 1.5 | 13×10–7 |
Исследования общей минерализации воды, согласно [11], — ультрапресные, а по составу ионов воды естественных ландшафтов — гидрокарбонатно-кальциевые, тогда как таковые техногенных ландшафтов — сульфатно-кальциевые (табл. 2). Увеличение содержания сульфатов в воде руч. Пропадающего в зоне влияния радиоактивных отвалов обусловлено окислением сульфидных минералов — спутников урана в условиях окислительной обстановки. По сути, здесь в водных растворах происходит образование слабоконцентрированной серной кислоты, вследствие чего значения рН данных вод снижаются (т. 2–5) примерно на единицу по сравнению с фоном (т. 1). Вследствие растворения минералов слабовыветрелых горных пород отвалов, вынесенных в зону гипергенеза, в данных точках происходит также увеличение минерализации вод на 12.7–22.5 мг/л (табл. 2).
Исследуемые радионуклиды в процессе водной миграции по-разному отражают масштабы и степень техногенного загрязнения в зоне влияния радиоактивных отвалов (табл. 3). Так, 238U в максимальной концентрации здесь обнаружен в 500 м, а 226Ra — в 1000 м от начала отвалов, в то время как 222Rn в максимальном количестве зафиксирован в самом начале отвалов. Техногенная концентрация 238U в водах руч. Пропадающего (Кк составляет 11–100) сопоставима с таковой, отмечаемой для 222Rn (Кк составляет 2–198). В наименьшей степени в данных водах в зоне загрязнения содержание 226Ra увеличивается (Кк составляет 3.7–7.8). При расчете значений Кк использовано отношение содержания радионуклида в точке обследования вод техногенного ландшафта к минимальной концентрации последнего, отмечаемой в водах естественных ландшафтов. При этом за фоновые концентрации данных радионуклидов приняты следующие их содержания: для 238U — 1.8×10–7 г/л, для 226Ra — 0.6×10–12 г/л, для 222Rn — 1.3 Бк/л. Как видно из табл. 3, на всем обследованном отрезке в 1.5 км по руч. Пропадающему вплоть до его устья фиксируется влияние техногенного загрязнения и концентрации радионуклидов здесь все еще не выходят на их фоновый уровень. Но аналогичные работы, проведенные авторами на других водотоках территории ЭУРР, показывают, что влияние техногенного по радионуклидам загрязнения в водах фиксируется, как правило, на расстоянии до 2 км от радиоактивных отвалов, а иногда даже и более.
Также рассчитаны радиево-урановые отношения для вод как радиоактивно-загрязненных, так и естественных ландшафтов (табл. 3). При этом отношение Ra:U для фоновых вод меняется в пределах 13×10–7–110×10–7, а для техногенно-загрязненных — 1.4×10–7–5.0×10–7, т.е. в целом в 10–20 раз уменьшается. Это интересное обстоятельство требует детальной оценки. Согласно известной геохимической классификации элементов [11], по особенностям гипергенной миграции Ra более подвижен, чем U, поэтому отношение радиоактивного равновесия (Ra:U = 3.4×10–7), характерное для ненарушенных первичных минералов земной коры [10], сохраняется только для закрытых систем. Вследствие этого в истоках ручьев, питающихся водами выщелачивания, отношение Ra:U обычно превышает равновесное, иногда в несколько раз, за счет более интенсивного выщелачивания Ra по сравнению с U. Последнее положение абсолютно подтверждается данными авторов настоящей статьи, полученными для вод фоновых ландшафтов (табл. 3).
Рис. 2. Содержание 238U в воде руч. Пропадающего в зависимости от расстояния от источника загрязнения при разных водных режимах водотока: I — межень, II — паводок.
По-иному складывается геохимическая обстановка водной миграции в зоне техногенного загрязнения руч. Пропадающего, где отношение Ra:U в 10–20 раз меньше фонового. По мнению авторов статьи, это объясняется двумя причинами. Во-первых, учитывая ионный состав данных вод (табл. 2) и относительное увеличение в их составе сульфатов, а также геохимические особенности Ra как щелочноземельного элемента, нужно полагать, что в радиоактивно-загрязненных водах он мигрирует главным образом в солевой форме, т.е. в виде соединений RaSO4 и RaCO3. Известно [3], что RaSO4 практически нерастворим в воде, поэтому там, где создаются условия для образования сульфата радия, Ra выпадает в осадок. Мало растворим также RaCO3. U на первом этапе своей водной миграции будет выщелачиваться из пород отвалов, скорее всего, в виде легкоподвижных соединений: в виде легкорастворимого сульфата уранила и легкорастворимых комплексных карбонатов. Далее, поступая в таежно-мерзлотные ландшафты, U, крайне склонный к комплексообразованию с органическими кислотами, мигрируя в ультрапресных водах кислого класса, образует легкоподвижные гуматы и, в большей степени, фульваты уранила. Последнее утверждение более очевидно, так как, согласно А.И. Перельману [11], в водах горной тайги Якутии растворенное органическое вещество (РОВ) составляет от 10 до 75% общей суммы растворенных веществ, а главный компонент РОВ — фульвокислоты, содержание которых в 5–6 раз превышает таковое гуминовых кислот [9]. Кроме того, Ra обладает крайне низким кларком и относится к ультрамикроэлементам [10]. Поэтому в данных водах его слабая миграция, осуществляемая в основном в ионной форме, будет дополнительно подавляться присутствием в водных растворах более подвижных щелочных (Na+) и щелочноземельных (Са+2) катионов. Поэтому радиоактивные породы отвалов на начальных этапах гипергенного выветривания богаче Ra по сравнению с U, который выщелачивается более активно.
Детальные исследования, проведенные на участке месторождения Курунг 1, показали, что на удалении 1700 м от отвалов по вектору стока в меженный период содержание U снижается в воде до уровня регионального фона (рис. 2). По сравнению с меженью, во время летне-осеннего паводка имеют место выщелачивание 238U из горных пород, слагающих отвалы, и более интенсивная миграция с водным потоком. Тогда его повышенные концентрации обнаруживаются в воде на удалении >3000 м от источника загрязнения. Ранее авторами также было отмечено, что на данной территории в период паводков фиксируется увеличение концентраций РОВ в воде водотоков [14]. Для оценки его роли в водной миграции 238U проведен специальный опыт по выщелачиванию этого элемента из образца руды. Для этого в лиственничном лесу в пределах Алданского нагорья отобраны пробы лесной подстилки, из которых готовили водные вытяжки с разной концентрацией в них РОВ. Этими вытяжками с экспозицией в 24 ч выщелачивали подготовленные (растертые до пудры) образцы горных пород. Концентрация U в них составляла 948×10–4%. Результаты показали, что переход U в раствор возрастает с увеличением содержания в нем органического вещества. Проведенные эксперименты доказывают, что во время паводков обогащенные органическим веществом поверхностные воды могут повышать выщелачиваемость и миграционную способность U.
Чтобы оценить влияние органического вещества на аккумуляцию радионуклидов донными отложениями, в непосредственной близости от отвалов отбирали илистые донные отложения, обогащенные в разной степени органическим веществом, и определяли в них содержание естественных радионуклидов. Результаты исследований показали, что содержание U в илистых отложениях зависит от концентрации в них органического вещества и возрастает с ее увеличением. Величина коэффициента корреляции между содержаниями 238U и органического вещества составила 0.95 и статистически достоверна при уровне значимости 0.05. Что касается 226Ra, то между концентрациями этого радионуклида и органического вещества в илистых отложениях не выявлено статистически достоверных корреляционных связей. В целом полученные данные хорошо согласуются с данными [10, 17].
С использованием данных табл. 3 получена функция аппроксимации зависимости объемной активности 222Rn (у) в воде руч. Пропадающего от расстояния до радиоактивных отвалов (х), которая имеет экспоненциальный характер: у = 235.53е–0.0031х. Расчет проведен с использованием метода наименьших квадратов.
Полученное значение коэффициента корреляции (r = 0.99, р = 0.95) указывает на высокую достоверность полученного алгоритма. При этом на отрезке русла данного ручья длиной 1000 м концентрация 222Rn резко падает, уменьшаясь почти в 25 раз. Такое резкое уменьшение содержания 222Rn, по мнению авторов статьи, объясняется мелким каменистым крутым руслом руч. Пропадающего, в конечном счете обуславливающим быстрый и турбулентный характер потока воды. Как известно, в естественных водных потоках турбулентность — существенный фактор дегазации.
Фоновое содержание 222Rn в речных природных водах вариабельно и изменяется в широких пределах — от 0.01 до 30 Бк/л, в то время как в радоновых водах сульфатного класса некоторых европейских месторождений с минерализацией 0.3–1.0 г/л оно варьирует в пределах 74–4070 Бк/л [3]. Полученные концентрации 222Rn (табл. 3) в водах как естественных, так и радиоактивно-загрязненных ландшафтов мерзлотной области в большей степени приближаются к нижним пределам вышеприведенных величин. Поэтому предварительно можно констатировать присутствие в пониженных концентрациях 222Rn в речных водах таежно-мерзлотных ландшафтов, несмотря на повышенную радиоактивность коренных магматических пород Алданского щита. Данный факт авторы склонны объяснить наличием в данных ландшафтах многолетнемерзлых горных пород, низкой температурой почвогрунтов и речных вод. Известно, что с повышением температуры наблюдается резкое возрастание эманирующей способности твердых веществ, а также кинетики массопереноса 222Rn из газовой фазы в жидкую [3]. Естественно, что с понижением температуры скорость данных процессов будет падать.
Отмеченная большая подвижность 238U по сравнению с 226Ra в изучаемых водах в целом может рассматриваться как негативное условие для гидробиоты и водной растительности, так как 238U — высокотоксичный радиоактивный элемент [10]. Исследуемая территория находится на значительном удалении от населенных пунктов и в настоящее время не представляет опасности для проживающего здесь населения. Вместе с тем данный район живописен и посещается туристами, собирателями ягод, грибов, рыбаками и охотниками. Поэтому вблизи водотоков, в которых отмечается высокое содержание радиоактивных элементов, в обязательном порядке должны быть установлены знаки радиационной опасности. Также необходимо продолжить мониторинг содержания радионуклидов в исследуемых природных водотоках, особенно в периоды чрезвычайных ситуаций, т.е. во время максимально высоких паводков в многоводные годы, а также сильных лесных пожаров, когда отмечается “залповый” сброс радионуклидов. В этом случае возможно интенсивное радиоактивное загрязнение пойменных участков ландшафтов на значительном удалении от его источников.
ВЫВОДЫ
В техногенно-нарушенных ландшафтах Южной Якутии отмечается более интенсивная водная миграция 238U, 226Ra, 222Rn из радиоактивных отвалов горных пород, образовавшихся при разведке Эльконской группы урановых месторождений. При этом наблюдается уменьшение отношения Ra:U в водах техногенных ландшафтов по сравнению с таковыми естественных ландшафтов в 10–20 раз в связи с увеличением в них подвижности U по сравнению с радием.
В отличие от речных вод гидрокарбонатно-кальциевого типа естественных ландшафтов, химический состав радиоактивно-загрязненных вод характеризуется главным образом как сульфатно-кальциевый. В них также снижается рН и увеличивается минерализация. Максимальное содержание U, Ra и Rn в изученных водах соответственно составляют 180×10–7 г/л, 4.7×10–12 г/л и 256.8 Бк/л, что соответственно в 100, 8 и 198 раз превышает их фоновые концентрации в водах естественных ландшафтов.
Обогащение поверхностных вод органическим веществом во время паводков повышает миграционную способность 238U. На аккумуляцию 238U в донных отложениях и его концентрацию в воде большое влияние оказывает содержащееся в них органическое вещество. При этом в меженный период техногенное загрязнение водотоков фиксируется на расстоянии до 2 км от радиоактивных отвалов горных пород.
Об авторах
А. П. Чевычелов
Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: chev.soil@list.ru
Россия, Якутск
П. И. Собакин
Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН
Email: chev.soil@list.ru
Россия, Якутск
Л. И. Кузнецова
Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН
Email: chev.soil@list.ru
Россия, Якутск
Список литературы
- Бурцев И.С., Степанова С.К., Колодезникова Е.Н., Архипов Н.Д. Опыт работы по обследованию подземных ядерных взрывов и отвалов урансодержащих руд на территории Якутии // Радиационная безопасность Республики Саха (Якутия). Якутск: Изд-во СО РАН, 2004. С. 56-67.
- Глазовская М.А. Ландшафтно-геохимические системы и их устойчивость к техногенезу // Биогеохимические циклы в биосфере. М.: Наука, 1976. С. 99-119.
- Гудзенко В.В., Дубинчук В.Т. Изотопы радия и радона в природных водах. М.: Наука, 1987. 156 с.
- Евсеева Л.С., Перельман А.И., Иванов К.Е. Геохимия урана в зоне гипергенеза. М.: Наука, 1974. 280 с.
- Корнилов А.Н., Рябчиков С.Г. Отходы урандобывающей промышленности (радиационно-гигиенические аспекты). М.: Энергоатомиздат, 1992. 162 с.
- Методика экспрессного измерения объемной активности 222Rn с помощью радиометра радона типа РРА // Рекомендации. Государственная система обеспечения единства измерений. М., 2006. С. 3-8.
- Мосинец В.Н. Радиоактивные отходы урандобывающих предприятий и их воздействие на окружающую среду // Атомная энергия. 1991. Т. 70. Вып. 5. С. 282-288.
- Наумов С.С., Шумилин М.В. Урановые месторождения Алдана // Отечественная геология. 1994. № 11/12. С. 20-23.
- Никитина И.Б. Геохимия ультрапресных вод мерзлотных ландшафтов. М.: Наука, 1977. 148 с.
- Перельман А.И. Геохимия. М.: Высшая шк., 1989. 528 с.
- Перельман А.И. Геохимия природных вод. М.: Наука, 1982. 152 с.
- Радиогеохимические исследования. Методические рекомендации / Под ред. Смыслова А.А. М.: Министерство геологии СССР, 1974. 139 с.
- Семенов А.Д. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши. Л.: Гидрометеоиздат, 1977. 542 с.
- Собакин П.И., Молчанова И.В. Миграция и распределение тяжелых естественных радионуклидов в почвенно-растительном покрове в условиях техногенного загрязнения // Экология. 1998. № 2. С. 98-101.
- Тектоника, геодинамика и металлогения территории Республики Саха (Якутия). М.: МАИК “Наука / Интерпериодика”, 2001. 571 с.
- Титаева Н.А., Маслов В.И., Таскаев А.И., Алексахин Р.М. Радиоактивные элементы в техногенных загрязнениях окружающей среды // Проблемы радиогеологии. М.: Наука, 1983. С. 224-237.
- Титаева Н.А., Таскаев А.И. Миграция естественных радионуклидов в условиях гумидной зоны. Л.: Наука, 1984. 232 с.
- Чевычелов А.П., Собакин П.И., Ушницкий В.Е. Ландшафтно-климатические и почвенно-геохимические условия миграции естественных радионуклидов в ландшафтах зоны урановых месторождений Центрального Алдана (Южная Якутия) // Вестн. ТГУ. 2003. № 3 (IV). С. 312-314.