ПОЧВОВЕДЕНИЕ. Радиоактивность почв

Распределение естественных радиоактивных элементов в почвах

В целом обнаруживается корреляция между содержанием долгоживущих естественных радиоактивных элементов в почвах и почвообразующих горных породах. В наиболее распространенных породах литосферы— гранитах и глинах — содержится (11 — 18)* 10"6 г/г Th, 75 • 10_б r/r87Rb, 3 • 10-6г/г40К, (3-4) • 1(Г 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 естественных радиоактивных элементов 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, полупустынных и пустынных почв. В целом в распределении ЕРЭ по профилю почв проявляется тесная корреляция с распределением глинистых частиц и полуторных оксидов.

Определенная дифференциация наблюдается и в пространственном распределении ЕРЭ в системе сопряженных ландшафтов, что обусловлено различиями в миграционной подвижности этих элементов. По интенсивности водной миграции тяжелые ЕРЭ в окислительных условиях образуют ряд: 23 8 U > 226Ra > 232Th. В окислительных условиях уран находится преимущественно в форме U (VI), которая характеризуется относительно высокой миграционной способностью, выражаемой через коэффициент водной миграции Кх. В этих условиях 38U относится к сильным мигрантам (Кх = 4—16); Ra — средний (К = 0,5—0,1); Th — очень слабый водный мигрант (Кх = 0,02—0,002).

Вследствие разной миграционной подвижности естественных радиоактивных элементов наблюдается перераспределение этих элементов между сопряженными ландшафтами. Так, U (VI) выносится из элювиальных ландшафтов и концентрируется на восстановительных геохимических барьерах (в пойменных, болотных и заболоченных почвах), где он восстанавливается до относительно малоподвижного U (IV). В гумидных элювиальных и трансэлювиальных ландшафтах почвы обеднены ураном в пользу радия по сравнению с их равновесным соотношением. Гидроморфные почвы аккумулятивных ландшафтов обогащены ураном. В аллювиальных русловых наносах концентрации U и Ra низкие вследствие их выщелачивания и выноса водами, отношение Ra/U в них высокое, поскольку U более подвижен; в водах преобладает уран. Сдвиг радиоизотопных отношений в почвах сопряженных ландшафтов наблюдается и для Th/U и Th/Ra, поскольку торий характеризуется гораздо меньшей миграционной подвижностью по сравнению с U и Ra.