Сотрудники кафедры радиохимии химического факультета МГУ совместно с коллегами из Курчатовского института и ИФХЭ РАН определили химические формы урана (VI) в загрязненных грунтах. Данные помогут разработать стратегии, которые предотвратят миграцию и биодоступность радионуклидов. Результаты исследования, поддержанного грантами Минобрнауки России и РНФ, были опубликованы в журнале Journal of Synchrotron Radiation.

Среди факторов загрязнения окружающей среды особое место занимают радиоактивные соединения. От деятельности предприятий по наработке ядерных материалов остались разнообразные отходы, приборы, материалы и даже здания, называемые в настоящее время объектами ядерного наследия. Ученые и технологи разрабатывают оптимальную стратегию обращения с такими объектами. Специалисты применяют самые чувствительные методы анализа, чтобы определить физико-химические формы радиоактивных элементов в почвах, подземных водах, техногенных грунтах и других средах.

С точки зрения химии, почва и грунт – это смесь различных по структуре и элементному составу соединений. Основная проблема анализа почвы состоит в том, что закономерности взаимного расположения атомов не соблюдаются во всем объеме образца. Для описания структуры грунтов не подходят классические методы рентгеновской дифракции, которые используют для исследования упорядоченных природных объектов, например, кристаллов.

Для изучения ближайшего окружения атомов урана в модельных образцах почв научная группа применила современный элемент-селективный метод рентгеновской спектроскопии поглощения (EXAFS).

Метод позволил вычислить структурные параметры соседних с ураном атомов и определить форму радиоактивного соединения: «Знание того, в каком химическом окружении находится уран в загрязненных природных объектах, поможет нам понимать, как предотвратить миграцию и сделать его менее биодоступным, – рассказывает один из авторов работы, студентка 4 курса факультета наук о материалах МГУ Анна Крот. – В процессе исследования мы усложняем модель грунта. Варьируя концентрации урана, кислотность среды и другие параметры, мы расширяем круг лабораторных „стандартов”, чтобы затем сравнивать с ними реальные образцы. С помощью этого подхода мы установили, что в реальном образце загрязненной почвы уран находится в виде карбонатной и оксигидроксидной фаз».

В планах научной группы – изучить разные модели загрязненных грунтов и установить зависимость миграции и биодоступности урана от влияния природных факторов: «В объектах ядерного наследия были реализованы различные сценарии образования радиоактивно загрязненных материалов, – поясняет автор работы, с.н.с. кафедры радиохимии химического факультета МГУ Ирина Власова. – Да и сами объекты существуют уже многие десятилетия в различных условиях окружающей среды. Поэтому сейчас нам важно воспроизвести обширный диапазон возможных вариантов взаимодействия радионуклида с другими соединениями в природе. Эти данные помогут нашим коллегам контролировать загрязнение окружающей среды ураном и подобрать пути реабилитации территории и, при необходимости, выбрать наиболее эффективные барьерные материалы».

Источник: МГУ имени М. В. Ломоносова.