Forms of radionuclides (U and Th) migration in natural waters under different geochemical conditions based on computational and experimental data

Актуальность исследования обусловлена необходимостью учета разнообразия форм миграцииприродных радионуклидов при смене геохимических условий, а также при прогнозированиирадиоэкологического статуса гидроэкосистем. На территории Семипалатинского испытательного полигона миграция естественных радионуклидов в водных системах слабо изучена, расчет форм миграции урана и тория при смене геохимических обстановок будет информативен для понимания миграции широкого спектра трансурановых радионуклидов. Цель: определить формы миграции урана и тория в природных водах в зависимости от размеров частиц и с учетом широкого спектра компонентов, рассчитать формы их миграции в ручьях и озерах. Объекты: воды ручьев горного массива Дегелен, воды озер экспериментальных площадок Семипалатинского испытательного полигона, модельные гидрогеохимические системы. Методы. Формы нахождения природных радионуклидов исследовали insitu методомкаскадного фракционирования природных вод. рН, Eh вод определяли методом потенциометрии, общую минерализацию – кондуктометрией. Определение основных ионов воды и отдельных элементов произведено методами титриметрии (HCO3–, CO32–, Cl–, Ca2+, Mg2+), оптико-эмиссионной спектрометрии (Na, K, Ca, Mg, Fe, Si), а также ионной хроматографии (Cl–, SO42–). Содержание растворенных органических веществ определяли по перманганатной и бихроматной окисляемости, методом каталитического сжигания, а также по интенсивности UV сигнала. Содержание U и Th определяли методом масс-спектрометрии. Результаты. Определены особенности переноса урана и тория в природных водах различных водных объектов Семипалатинского испытательного полигона,и обозначены определяющие их процессы. Установлено, что сульфат-ион в водах ручьев является индикатором интенсивности водообмена и скорости окисления сульфидных минералов, определяющих выход в раствор значительных концентраций урана. Уран связан с органическими и органоминеральными комплексами и подвержен трансформации форм нахождения в случае изменения геохимических условий среды. Для тория в большей степени, чем для урана, характерен коллоидный транспорт. Доминирующей миграционной формой этих элементов являются взвешенные компоненты природных вод. Отношение Th/U в растворенной форме достаточно стабильно по сравнению с коллоидными и взвешенными формами. Для вод с разным гидродинамическим режимом прослеживается отличие в степени выраженности влияния терригенной составляющей.