ЛЕКЦИЯ 8: РАДИОАКТИВНОСТЬ ПОЧВ
Радиоактивность почвы обусловлена содержанием в ней радиоактивных химических элементов. Различают естественную и искусственную радиоактивность почв. Естественная радиоактивность. Это вид радиоактивности вызывается естественными радиоактивными элементами. Искусственная радиоактивность почв вызывается теми радиоактивными изотопами, которые образуются в результате атомных и термоядерных взрывов или являются делением тяжёлых ядер урана
Все известные радиоактивные элементы делят на следующие три группы: 1. Собственно радиоактивные элементы, все изученные изотопы которых радиоактивны. К ним относятся три семейства последовательно превращающихся изотопов: урана-радия, актиния и тория. Промежуточными продуктами распада химических элементов этих семейств являются как твёрдые, так и газообразные изотопы (эманации). Наибольшее значение в этой группе имеют U 238, U 235, Th 232, Ra 226, Rn 222, Rn 220. 2. Изотопы «обычных» химических элементов, обладающие радиоактивными свойствами. К ним относятся K 40, Rb 87, Sm 147, Ca 48, Zr 96 и другие. Ведущее значение из этой группы имеет K 40: он обусловливает наибольшую величину естественной радиоактивности. 3. Радиоактивные изотопы, образующиеся в атмосфере под действием космических лучей, например H 3, Be 7, Be 10, C 14.
Естественные радиоактивные элементы представлены в основном долгоживущими изотопами, с большим периодом полураспада – порядка 108 -1016 лет. В процессе распада они испускают α и β- частицы и γ-лучи. Обычно эти изотопы находятся в крайне рассеянном состоянии. Естественная радиоактивность почвы зависит главным образом от содержания урана, радия, тория и радиоактивного калия. Их энергия излучения составляет около 98% суммарной энергии излучения всех природных радиоактивных элементов. Содержание радиоактивного калия легко вычисляется исходя из его валового содержания. Стабильные изотопы по весу составляют: К 3993, 08%, К 41 – 6, 9% и К 40 – 0, 0119%.
Валовое содержание радиоактивных элементов в почвах зависит в основном от почвообразующих пород. Так, в почвах, сформировавшихся на продуктах выветривания кислых горных пород, радиоактивных элементов содержится больше, чем в почвах, образовавшихся на ультраосновных и основных породах. Почвы тяжелого механического состава содержат радиоактивных элементов больше, чем почвы лёгкого механического состава. По профилю почв радиоактивные элементы распределяются обычно довольно равномерно, хотя в некоторых случаях наблюдается отчётливая аккумуляция в иллювиальных и глеевых горизонтах.
В почвенном воздухе содержатся газообразные продукты распада радиоактивных элементов – эманации. К ним принадлежат изотопы радона: радон Rn 222, торон Rn 220, актион Rn 219. перечисленные изотопы принадлежат к инертным радиоактивным газам. При распада они выделяют α частицы и образуют ряд короткоживущих твёрдых β и γ-излучателей, которые оседая на окружающих веществах, придают им так называемую наведённую радиоактивность. Эманации растворимы в воде. Период полураспада: радон – 3, 8 дня, торон – 54, 5 сек, актион – 3, 9 сек. Поступление эманаций в почвенный воздух зависит от концентрации радия, тория и актиния в почвах и породах и значения коэффициента эмманирования.
Искусственная радиоактивность почв вызывается теми радиоактивными изотопами, которые образуются в результате атомных и термоядерных взрывов или являются делением тяжёлых ядер урана. При атомных взрывах в результате деления ядер урана и плутония образуется большое количество новых радиоактивных изотопов с периодом полураспада от долей секунды до многих лет. Образующиеся радиоактивные вещества, попадая в воздушное пространство, переносятся на большие расстояния, постепенно выпадая на земную поверхность, в том числе и почву. Искусственная радиоактивность почвы обусловлена в основном Sr 90 и Cs 137. Они представляют наибольшую опасность для человека, что определяется большим периодом полураспада (28 лет и 33 года, соответственно), высокой энергией излучения, способностью легко включаться в биологический круговорот и попадать в организм человека.
Радиоактивный стронций по своим радиоактивным свойствам близок к кальцию, а радиоактивный цезий – к калию, поэтому в почве в их поведении наблюдается некоторое сходство с указанными химическими элементами. При возделывании сельскохозяйственных культур на почвах, загрязнённых искусственными изотопами, они извлекаются корнями растений и накапливаются в урожае. Уменьшить их поступление в растения можно соответствующими приёмами. Кальциелюбивые растения обычно поглощают больше Sr, чем растения, бедные кальцием. Больше всего накапливают стронция бобовые культуры, меньше – корнеплоды и клубнеплоды и еще меньше злаковые. Растения, содержащие больше калия, больше поглощают Cs. На почвах лёгкого механического состава и бедных гумусом при прочих равных условиях в растения больше поступает радиоактивных изотопов, чем на почвах тяжёлого механического состава и богатых гумусом. Поступление стронция в растения снижается на окультуренных почвах, при известковании и внесении удобрений. Резко снижают поступление цезия в растения различные калийные удобрения, а поступления стронция тормозится при внесении фосфатов щелочных металлов.
Скачать презентацию ЛЕКЦИЯ 8 РАДИОАКТИВНОСТЬ ПОЧВ Радиоактивность почвы обусловлена
Лекция 8 Радиоактивность почв.ppt