содержание
ФОРМЫ НАХОЖДЕНИЯ УРАНА В ПОЧВАХ СТРЕЛЬЦОВСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ
М.А. Кох, Д.В. Гричук
Создание метода определения форм урана в почвах, донных отложениях и техногенных грунтах с помощью последовательной экстракции актуально для оценки состояния компонентов окружающей среды и прогноза миграции элемента в природных средах. Широко применяемая методика последовательных вытяжек А.Тесье была разработана для изучения форм нахождения тяжелых металлов [1]. Она не учитывает свойств урана, обладающего низкой миграционной способностью в валентном состоянии IV и высокой - в состоянии VI. После работ А. Тесье было предложено много модификаций методики вытяжек, в том числе для изучения форм нахождения радионуклидов [2,3]. Перспективной нам представляется следующая схема экстракции, которая представляет собой оригинальную комбинацию ранее предложенных вытяжек:
1) водная фракция, pH=7, 12 часов - соли и подвижные фульвокислоты [2];
2) солевая фракция, 1 М MgCl2, pH=7, 1 час - обменная форма [1];
3) аммонийно-ацетатная фракция, 1М NaAc в 25% HAc (ААБ), pH=4.7, 4 часа - форма, связанная с карбонатами и специфически адсорбированными катионами [1];
4) бикарбонатная фракция, Na2СО3 0.75 М, pH=10.4, 4 часа - форма, связанная с органическим веществом [3].
Предлагаемая методика опробована на почвах, отобранных в зоне влияния хвостохранилища Приаргунского горно-химического комбината (ПГХК), который с 1968 года ведёт добычу урановых руд на Стрельцовском рудном поле (Забайкалье). Берега хвостохранилища периодически осушаются, что вызывает воздушный перенос токсикантов и загрязнение прилегающей территории.
В 2010 году было отобрано семь почвенных проб (полевой материал предоставлен А.П.Алёшиным, ИГЕМ РАН) по профилю, протянутому от уреза воды хвостохранилища и ориентированному вдоль направления преобладающих ветров, с переменным шагом (10, 20, 40, 80, 160 и 320 м). Первая проба была отобрана с борта хвостохранилища и представляла собой его осадок. Почвы (чернозёмы) отбирались на глубину 0-10 см, масса каждой пробы составила 400 г. Подготовка проб включала сушку и ситование, существенных различий по гранулометрическому составу и валовому содержанию органического вещества между ними не выявлено.
Экстракция урана из проб грунтов выполнена по указанной схеме при постоянном перемешивании растворов, отношение раствор-почва составляло 15 мл на 1 мг, с использованием нейлоновых мембранных фильтров (Millipore), диаметр пор 0.45 мкм [2]. Анализ проведен на люминесцентном анализаторе урана с пределом обнаружения 3 нг/л (аналитик Л.С.Шулик, ИГЕМ РАН). Среднее значение относительного стандартного отклонения для параллельных аликвот составило 18%, с учётом природной дисперсии внутри отобранного образца она составляет в среднем 28%. Раствор 1 М MgCl2 даёт помехи при люминесцентном анализе. В дальнейшем рекомендуется заменить его на 2 М NH4Cl или выбрать другое аналитическое окончание.
|
Таблица содержаний урана в грунтах (г/т), метод последовательных вытяжек.
| | N
| H2O
| MgCl2
| ААБ
| Na2CO3
| Сумма
| ПФ*
| 1
| 0.09±0.03
| 1.23±0.16
| 16.01±4.96
| 4.53±1.04
| 21.84
| 17.31
| | 2
| 0.21±0.10
| 0.30±0.06
| 0.83±0.16
| 0.44±0.12
| 1.77
| 1.34
| | 3
| 0.17±0.08
| 0.35±0.07
| 0.34±0.06
| 0.41±0.11
| 1.26
| 0.86
| | 4
| 0.03±0.01
| 0.18±0.04
| 0.25±0.06
| 0.48±0.13
| 0.94
| 0.45
| | 5
| 0.02±0.01
| 0.18±0.04
| 0.33±0.06
| 0.47±0.13
| 1.01
| 0.53
| | 6
| 0.015±0.007
| 0.18±0.04
| 0.17±0.03
| 0.38±0.11
| 0.75
| 0.37
| | 7
| 0.04±0.03
| 0.10±0.01
| 0.78±0.05
| 0.81±0.43
| 1.73
| 0.92
| | * Подвижные формы - сумма данных водной, солевой и ААБ вытяжек.
|
Наибольшее суммарное извлечение урана достигнуто при его экстракции из осадка хвостохранилища (проба N1). Пробы N2 и 3 дают самые высокие содержания урана в водной и солевой фракциях почв, что объясняется ветровым разносом от близкого источника загрязнения. При удалении от хвостохранилища распределение фракций урана в почвах меняется: снижается содержание его легкоподвижных форм, преобладание ацетатно-аммонийной фракции сменяется бикарбонатной. Проба N7 выделяется равными содержаниями в ацетатно-аммонийной и бикарбонатной фракциях. Последнее может быть связано с источником урана в почвообразующих породах (гидротермально изменённых гранитах). Таким образом, предложенная схема вытяжек показала свою работоспособность на природном материале. В дальнейшем необходимы проверка её селективности и накопление статистического материала.
Литература:
1. Tessier A., Campbell P., Bisson M. Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals. // Analytical Chemistry, 1979, V.51, N7, pp. 844-850
2. Schultz M. K., Burnett W., Inn K. G. W., Smith G. Geochemical partitioning of actinides using sequential chemical extractions. Comparison to stable elements. // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 1998a, V. 234, N1-2, pp. 251-256.
3. Phillips E.J.P.; Landa E.; Lovley D.R. Remediation of uranium contaminated soils with bicarbonate extraction and microbial U(VI) reduction. // Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology, 1995, 14, pp. 203-207.
|
