ЭКОЛОГИЯДАҒЫ РАДИОАКТИВТІ ЭЛЕМЕНТТЕР

Бүгінгі күні радиоактивтілік құбылысын — радиоактивті изотоптарды тасығыштар — нақты әлемнің барлық материалдық объектілерінде, оның геосфералық қабықтарында жүздеген адам бар. Іс мәні бойынша Д. И. Менделеев кестесінің барлық химиялық элементтерінің радиоактивті изотоптары бар. Олардың бірі табиғи объектілерге әрдайым тән болды (және, ТЪ, 40Ки т.б.), басқалары аз мөлшерде табиғи атомдардың ғарыштық сәулемен (14С, 3Н және т. б.) өзара әрекеттесуі нәтижесінде қалыптасты, ал радиоизотоптар мен радиоэлементтердің едәуір бөлігі адамның қолдан жасалған қызметінің өнімі болып табылады (Ри, Ат, 137Сз және т. б.).

Радиоактивті элементтердің бірегей қасиетінің арқасында тепе-тең емес күйден белгілі бір энергияның гамма-кван-терін немесе зарядталған бөлшектерін (а, /3) шығаратын тепе-тең жағдайға көшу, бұл компоненттер іс жүзінде кез келген табиғи объектілерде сәйкестендіріледі, бұл оларды белгілі бір индикаторлар ретінде кеңінен пайдалануға мүмкіндік береді.

Материалдық әлемдегі радиоактивті элементтердің «барлық жерде» бүгінгі күні ғалымдардың көптеген буындарын зерттеумен жақсы көрсетілген. Геофизика және геохимия бойынша анықтамалықтарда немесе энциклопедияларда [1-3] радиоактивті элементтердің, сондай-ақ табиғи және техногендік пайда болған табиғи ортаның әртүрлі компоненттеріндегі тұрақты химиялық элементтердің радиоактивті изотоптарының құрамындағы кларкалары (немесе олардың бағалау деңгейі) ұсынылған [4-6].

Бүгінде радиоактивтілік материяның іргелі қасиеті болып табылады, ал оның тасымалдаушылары, сол немесе басқа мөлшерде барлық материалдық объектілерде кездеседі деп айтуға болады. Олар болды, бар және әрқашан болады.

Оның үстіне, жоғары ықтималдықпен, тірі материяның пайда болуы және оның эволюциясы қандай да бір шамада радиациялық фактордың болуымен байланысты болды деп болжауға болады. Ал тірі клеткада энергетикалық көз ретінде, мысалы, калийдің радиоактивті изотопы (40К), ол жартылай ыдыраудың үлкен кезеңімен сәулелендіргіш болып табылады.

Табиғи радиоактивті элементтердің геохимиясы, әсіресе, ғаламшардың әртүрлі геосфералық қабықшаларының табиғи объектілеріндегі уран мен торий зерттелген

салыстырмалы толық. Ең алдымен, бұл литосфераға қатысты.

Жұмыстармен кеңестік және ресейлік геологтар В. И. Вернадский, А. П. Виноградов, Д. И. Щербаков, В. И. Баранов, В. И. Гарасимовского,

A. И. Перельман, В. В. Щербин, JI.B. Таусон, JI.В. Комлева, И. Е. Старика, В. Г. Хлопина, А. И. ту-гаринова, Я. И. Белевцева, н. П. П. П. Автордың Аты-Жөні Дереккөздер [Өңдеу] H. A. Титаева, С. Г. Неручева, А. И. Германов және басқа да көптеген шетелдік мамандар: Adams, Larsen, Roders, Lovering, Sackett, Rosholt, Husmann, Heier, Davis, Tatsumoto, Vine e.a., геологиялық үдерістердегі радиоактивті элементтердің геохимиясы егжей-тегжейлі зерттелді.

Олардың жұмыстарының қысқаша түйіндемесін және Сібір геохимиктерінің, оның ішінде осы бағыт бойынша Томск радиогеохимиялық мектебінің іргелі зерттеулерін шығара отырып (Ф. Н. Автордың Аты-Жөні, Тегі, Аты, Әкесінің Аты, Туған Жылы, Айы, Жылы, Айы, Жылы, Айы, Жылы, Айы, Жылы, Айы, Жылы, Айы, Жылы, Айы, Жылы, Айы, Жылы, Айы, Жылы, Айы, Жылы, Айы, Жылы.,

В. А. Бобров, А. М. Гофман, А. А. Куликов, Ю. А. Фомин, В. В. Ершов, А. В. Волостнов және т.б.), келесі бас тұжырым жасауға болады: радиоактивті элементтерді «қылқан атомдар» ретінде пайдалануға болады, олардың көмегімен шөгінді және метаморфикалық қалыңдықтардың, магматикалық кешендердің стратиграфиялық бөлшектелуі мәселелерін шешуге болады, олардың формациялық тиістілігін және қалыптасудың геодинамикалық шарттарын анықтауға, кенді-магматикалық жүйелерді типизациялауды жүргізуге, кен орындарын болжау мен іздеудің критерийлері мен белгілерін радиоактивті емес шикізат [7].

Бүгінгі таңда олардың мінез-құлқының және әртүрлі геологиялық құрылымдардағы жинақталуының негізгі заңдылықтары белгіленген. Мысалы, өрлемелі кремнекқышқылдылықтың қатарында уран мен торий мөлшері артады, сілтілі граниттерде өзінің максимумына жетеді [8]. Бұл заңдылық сілтілі, сілтілі-ультракүлгін және ультракүлгін жыныстарда ғана бұзылуы мүмкін. Табиғи радиоактивті заттар арасындағы анықталған статистикалық өзара байланыс

кейбір авторларға А-0 координаттарындағы магмалық жыныстарды анықтағыш-радиогеохимиялық кілт ұсынуға мүмкіндік берді.

ЕРЭ-нің ерте магмалық кешендерден немесе фазалардан кейінгі кезеңдерге өсу үрдісі жеткілікті сенімді көрінеді, бұл қалдық балқымалардың уранмен және ториймен байуының жалпы заңдылықтарын көрсетеді. Гранитоидтағы уранның геохимиясы бойынша ең айқын негіз қалаушы тұжырымдар Л. В. Таусон жасаған [10].:

* гранитоидтарда уран барлық минералдарда кездеседі, яғни В. И. Вернадскийдің «барлық адам» анықтамасы бойынша. Бұл ретте оның бір бөлігі акцессорияда, екіншісі-жыныс түзуші минералдарға арналған. Уран жыныс түзуші минералдарда молекулалық шашырау түрінде және уранның субмикроскопиялық меншікті минералдары түрінде болады;

* гранитоидтарда уран сирек жерлермен, иттриймен, циркониймен және ториймен, яғни жақын иондық радиустармен және зарядтармен байланысты;

* магманың дифференциациясы процесінде уранның геохимиялық тарихы тау-кен түзуші элементтердің (81, К, Ка және т. б.) бірімен де байланысты емес • );

* уран гранитоидты құрамының магмалық ошақтарын дифференциациялау процесінде кейінгі дифференциаттарда жинақталады;

* гранитоидтағы уранның бөлігі жылжымалы күйде (әлсіз байланысқан нысанда) және көмірқышқыл аммоний ерітіндісімен оңай шайылады [(ТЧН^СОз] сутегі тотығын қоспай [Н202] • Мұндай уранның үлесіне металдың барлық көлемінің 20-дан 70% — ға дейін келеді. Магмалық жыныстардағы радиоактивті элементтер олардың қалыптасуының геодикалық жағдайының және әлеуетті кендылығының сенімді индикаторлары болып табылады [8, 12-14].

Бұл ретте табиғи құрылымдарда радиоактивті элементтердің жинақталу деңгейі ғана емес, зерттеушілер үшін қызығушылық тудырады.

Ең алдымен, қолданбалы және теориялық аспектіде уранның жалпы құрамының торийге (ТЬ/и) қатынасы маңызды көрсеткіш болып табылады. Бұл көрсеткіш, біздің [13, 14] және басқа да зерттеулер [8, 15] өте маңызды индикаторлық көрсеткіш болып табылады. Бұл жалпы Күн Жүйесінен бастап (ТЪ/и=3,72), оның планетасы мен айға дейін (ТЬ/и=3,55), метеориттерге (ТЪ/и=2,5…8,6), әртүрлі түрдегі магмалық түзілімдер шамалардың өте тар интервалында (2,5…5 басым болғанда 3,5…4,5), бұл болжауға мәжбүр болуы жалпы заңдылықтары, тарату, торий және уранның, определяющейся заңдарында дүние [16].

Уран мен торий арақатынасының тұрақты жүйесі химиялық және биогенді түзілімдерді, метаморфизм мен метасоматизм өнімдерін, яғни судың қатысуымен айтарлықтай динамикалық табиғи жүйелерді қоспағанда, көптеген тау жыныстарында ұсталады (сурет. 1).

Магмалық жыныстар үшін бұл қатынас зерттелетін жыныстарды магматиттерге жатқызудың дұрыстығы критерийі болуы мүмкін. Егер ТЬ/и ара қатынасы 2-ден аз болса, 1-ден аз болса, онда зерттелетін іріктеме магмалық түзілімдерге емес, метасоматикалық немесе метасоматикалық түрлендірілген тұқымдарға қатысты деп айтуға болады[14].

Ерэ-нің төмен деңгейімен сипатталатын және метасоматтық (метаморфикалық) түрлендіру сатысында әрдайым болатын ультра негізді жыныстар мен примитивті мұхиттық базальттар ерекшелік болуы мүмкін.

Қазіргі заманғы аналитикалық әдістер (1СР-М8 және т.б.) кез келген жыныстарда уран мен торийлерді анықтауға мүмкіндік беретіндігіне байланысты, онда қандай да бір петрохимиялық немесе метал-логеникалық үлгілердің сипаттамасы кезінде осы үлгінің магматтық объектіге сәйкестігін тексеру мүмкіндігі бар.

Мысалы, таулы Алтайда сирек кездесетін литий граниттерінің жаңа түрі (Аллахин массиві) көрсетілген, бірақ осы массивтің тұқымдары торийдің уранға қатысты аз қатынасымен сипатталады. Бұл гранитоидтардың жаңа түрін бөліп алу мүмкіндігіне күмән тудырады [13]. Осыған ұқсас жағдай басқа аудандарда да қалыптасып отыр.

Өте көрнекі сипаттамаларға, оның ішінде торий-уран қатынасына шөгінді жыныстардың кешендері ие. Крен дел евым [17] және т.б. шөгінді жинақтаудың үзікшілігімен, бұзу облыстарын ауыстырумен байланысты өзгерістер заңдылықтары анықталған.

Терригендік жыныстарды қалыптастыру кезінде бірқатар уран мен торий құрамының өсу үрдісі анық көрінеді: конгломераттар-гравелиттер — құмтас — алевролиттер — аргиллиттер. Тек жағалаудағы фациялардың шөгінді жыныстарында( жағажай құмдары), сондай-ақ органикалық заттармен және фосформен байытылған жыныстарда бұл үрдіс бұзылады. Бұл ретте көптеген зерттеушілер құрамында көміртекті заттар мен фосфордың уран мен торий |8|арасындағы тікелей корреляциялық байланыс байқалады.

Уран жиналуының максимумы көміртекті зат асфальтит, керит, антраксолит түрінде болатын жыныстарда тіркеледі, онда учаскелері жыныстар қалыптасатын, тек жоғары урандылықпен ғана емес, сондай-ақ асыл және сирек элементтердің жоғары болуымен сипатталатын қарасланцты формация түрінде болады (сурет. 1).

Көмір жыныстары мен көмірлердің тек сирек жағдайларда ғана уранның, әсіресе торийдің (күріш. 2). Олар әдетте эпигенетикалық процестермен және көмірдің тотығуымен байланысты, бұл құрылымдарда радиоактивті элементтердің органикалық заттармен тікелей байланысы жоқ, ал ол күлдікпен, сирек жер және сирек элементтер санымен анықталады [24-29].

Шөгінді түзуде Еэ-нің индикаторлық рөлі туралы Алтайдың әртүрлі жастағы деңгейлерінің тамаша қалыптасқан таспалы сазы түрінде плейстоценды флювиогляциалды шөгінділерді зерттеу нәтижелері бойынша айтуға болады. Мысалы, олардың ең ежелгі, 260 мың Л. жасынан жоғары ТЪ/және (8,2) қатынасы бар; ал т1т (18 г/т) жиналу деңгейі бойынша олар Баренцев теңізінің балшық шөгінділеріне жақын. Осы көрсеткішке жақын-25 жастағы таспалы саз…(Т11 / и = 10; Т11=18,3), ал 100 мың. l жоғарғы континентальды заманауи бағалауға жақын радиогеохимиялық сипаттамалары бар-

(Т11/и=3,5; Т11=10,2 г/т). Бұл мұздықтардың қалыптасуы аумағында материалдар құрамының күрт өзгеруін көрсетеді. Жоғары торий-урандық қатынасы бар шөгінді қалыңдықтардың болуы таулы Алтайда қарқынды мұздық өңдеуге ұшыраған кемелдену дәрежесі жоғары қабықтың бар екендігін дәлелдеуі мүмкін. Катунь өз. (орта плейстоценнің төменгі бөлігі) жоғарғы континентальды жер қыртысының құрамына (Т1т/и=3,1… 5,4; Т11=9,2…12) және 100 мың л жас шамасындағы таспа саздарының құрамына (Алтай Республикасы, Иня кенті ауданы). Хемогенді және биогенді жауын-шашын, әдетте, торийден гөрі уранмен бай. Сондықтан бұл білім торий-уран қатынастарының төмен көрсеткіштерімен сипатталады.

Th, г / т

Сур. 2. Орталық Сібірдің көмірінің радиогеохимиялық сипаттамасы: I ~ көмір қорытудың Девон дәуірі; II-карбон-Перм көмір қорытудың дәуірі; III ~ көмір қорытудың мезозой дәуірі; IV ~ торф-көмір қорытудың кайнозой дәуірі; V ~ дәуір үшін орташа; VI-өңір үшін орташа; VII ~ көмір кларк; VIII ~ шөгінді жыныстар үшін орташа (Н. бойынша).А. Бұл ескертуді дәлдеп ауыстыру қажет Көмір бассейндері мен кен орындары: 1) Барзас, 2) Убрус, 3) Горловский, 4) Кузнецкий, 5) Минусинский, 6) Тунгус, 7) Курай, 8) Пыжинск, 9) Канско-Ачинский, 10) Иркутский, 11) Улугхемский, 13) Батыс-Сібір, 13) АССО үшін орташа, 14) Талду-Дюргунский, 15) жерлеу шымтезегі, 16) қазіргі заманғы торф

Тұтастай алғанда, бұл ерекше қосылыстардың пайда болуымен, торий (тек төрт валентті жай-күй) және уран (төрт және алты валентті жай-күй) валенттілігінің жай-күйімен байланысты, табиғаттағы уран мен торий геохимиясының негізгі айырым белгілерін көрсетеді. Мысалы, уранил-ион (UO,*2) түріндегі 6-ва-ленталы уранды табу. Осының бәрі, ақыр соңында, флюидтерде әртүрлі ерігіштігін тудырады. Мәселен, tlf4 және U » ерігіштігі суда үш рет бөлінеді.

Дәл осы фактор, ең алдымен, гидротермальды, экзогенді, биогенді және кейбір техногендік процестерде геохимиялық тағдырдың және ТИ бөлінуін негіздейді. Уранның құрамы теңіз және тұщы суда, қан плазмасында және тірі затта күрт басым болады. В. И. Вернадский айтқандай, тірі зат уран концентраторы болып табылады. Тек биоттың күлді құрамдас бөлігінде, мысалы, өсімдіктерде, немесе ороговикацияланған затта (шаш) ТЪ / және қатынасы 1-ге жетеді және тіпті жоғары болады (сурет. 1). Біздің ойымызша, судың ра-диогеохимиялық ерекшеліктерінің маңызды көрсеткіші оның барлық геохимиялық ерекшеліктерін көрсететін тұз шөгінділері (қақ) болып табылады [30].

Біз зерттеген Сібірдің кейбір табиғи объектілеріндегі уран мен торийдің жинақталу деңгейі кестеде келтірілген. 1.

Олардың биотадағы шоғырлануы тек табиғи факторлармен ғана емес, сонымен қатар техногенді факторлармен де анықталады. Бұл ретте ТИ/мен қарым-қатынас шамасы табиғи ортаның техногендік өзгеру дәрежесінің ақпараттық көрсеткішіне айналады. Әсіресе, бұл шашты зерттеу кезінде байқалады.

Гамма-сәулеленетін компоненттер бойынша сурет дәл осылай көрінеді. Және тек егжей-тегжейлі зерттеулер осы аумақтарда PU, Ат концентрациясының үлкен екенін көрсетеді. ЯЗҚ-дағы және оларға іргелес жатқан аумақтардағы радиоэкологиялық жағдай қазіргі уақытта, біздің ойымызша, болашақта а-сәуле шығаратын ұзақ мерзімдік радионуклидтердің, ең алдымен Ри мен Ат жинақталу деңгейімен анықталады және анықталады [37].

Табиғи ортаның осы компоненттермен ластануы бар істердің нақты жағдайы әлі де нашар зерттелген [41]. Ең алдымен, олардың құлдырауының жаһандық деңгейі айқындалмаған. Әлемнің жетекші радиоэкологиялық журналдарындағы, оның ішінде Ресей аумағы бойынша (М. Baskaran, к.Cochran және т. б.) көптеген жарияланымдарды талдау көрсеткендей, мұндай жағдайда 0,2 деңгейінде топырақта Ри меншікті белсенділігі қабылдануы мүмкін…0,3 Бк/кг [37].

Ядролық қаруды, ядролық жарылыстарды бейбіт мақсатта сынау орындарында, БЕССО жұмыс істейтін аудандарда бүгінгі күні басқа да геохимиялық ауытқуларды да тіркеуге болады [35, 42]. Бұл аудандар табиғи ортадағы (топырақ және т.б.) Уран изотоптарының қатынасымен ерекшеленетін болады. Бұл АҚШ-тағы Роки Флэте ауданы бойынша, сондай-ақ Сібір химиялық комбинатының ауданы бойынша жақсы көрсетілген [35, 42].

Бүгінгі күні белгілі бір аудандарда ерекше Ядролық табиғи-техногендік жүйелердің (ЯЗҚ, КӘУЗ, БЕСЦ) жұмыс істеуін куәландыратын сенімді геохимиялық репердер пайда болады. Мысалы, ҚСО — ның қоршаған ортаға әсерінің геохимиялық белгілері болып табылады [35, 42, 43]:

* жоғарыфондық мазмұн (р / с-

2 есе және одан көп) уран, плутоний, 137Cs, 90Sr, лантан, самария, лютеция және кейбір басқа элементтердің топырақтарында; Табиғи қатынастардан в8и-235u-ге күрт ерекшеленетін; бөлінетін элементтердің көп санының болуы, көбінесе микробқытылым («ыстық бөлшектер») түрінде (Л. П. Рихванов, В. В. Архангельский, Ю. Г. Зубков және т. б.).);

* 137Cs, «Со, кейбір басқа да техногендік радионуклидтердің (Г. Г. Глухов, В. Г. Меркулов және т.б.) және ерекше (Со, Ве, Zr) ауыр металдардың (В. А. Зуев), сирек жер элементтерінің, уранның және торийдің жиналуының жаһандық деңгейінің артуы, сондай-ақ олардың өзара арақатынасының бұзылуы [35]. Қатты қарды тұндыруда осы өндіріс түріне тән техногенді минералдар (графит, уран оксидтері және т. б.) анықталады.);

* жер үсті және жер асты суларында аймақтық фонда 2 және одан да көп рет, уранның, тритийдің, кейбір нүктелерінде 137Cs және 90Sr, фтор, сынап, трибутил-фосфаттың және басқа да химиялық компоненттердің (В. А. Зуев, Ю. П. Туров, В. К. Попов және т.б.) болуы.

* АҚШ-та (К. Campbell және т. б.), Теннеси штаты, АҚШ-та ядролық отын циклі кәсіпорындарының аудандарында суда және басқа да табиғи ортада сынапты табу);

* техногенді радионуклидтерді (137Cs, 90Sr, 14С), сондай-ақ кейбір химиялық элементтерді (лантаноидтар, уран, прометий және т.б.) жеке органдарда, сондай-ақ жалпы организмде, ұсақ сүтқоректілер мен амфибиялардың кейбір түрлерінде (Н. н.) анықтау.С. Орыс Жауап:,

С. В. Савельев, В. Д. Несветайло және т. б.);

* адам қаны мен қасындағы сирек және радиоактивті элементтердің жинақталу деңгейі мен арақатынасының өзгеруі [31, 43];

* техногенді радионуклидтердің (137Cs, 90Sr, 14С), сондай-ақ бөлінетін элементтердің (235U, Pu, Am және т. б.) және ағаш кесінділерінің жылдық сақиналарында (В. Д. Несветайло, М. Г. Бузынный, Т. А. Архангельская, Л. П. Рихванов және т. б.) болуы.);

* өзен балығында техногенді, оның ішінде бөлінетін радионуклидтерді (137Cs, «Со және т. б.) анықтау (Ю. Г. Зубков, И. Г. Берзина, Н. Н. Н. Бұл ескертуді дәлдеп ауыстыру қажет Н. Ескерту.

Кеңістіктік және

анықталған геохимиялық көрсеткіштердің уақытша оқшаулануы:

1. Ядролық объектілердің әсер ету аймағында әртүрлі табиғи ортадағы индикаторлық химиялық элементтер жаңғақ осінің тартылуымен, «жел бағыты» бойынша немесе негізгі құрғататын су ағындарымен сипатталатын геохимиялық кеңістіктің бірыңғай құрылымын құрайды[37,43].

2. Табиғи ортадағы көптеген индикаторлық компоненттердің жинақталу деңгейі ядролық цикл өндірістеріне жақындауына қарай ұлғаюдың айқын үрдісі бар, бірақ бірқатар элементтер, мысалы, уран, оның қосындыларының ұшу дәрежесімен (уран гексафториді және т.б.) түсіндіріледі.

3. Олардың табиғи ортаға келіп түсуі бір жыл ішінде де, Ядролық объектілердің жұмыс істеу уақыты ішінде де циклдық біркелкі емес сипатқа ие.

Табиғи ортадағы техногендік радионуклидтердің көші-қон және жинақталу мәселелері өз шешімінен әлі де алыс. Жыл сайын техногенді радиоэлементтер геохимиясының төтенше күрделілігін көрсететін жаңа деректер пайда болады, бұл олардың биотаға және адамға әсерін есепке алуда елеулі қиындықтар туғызады [6, 35].

Басқа да ұқсас мәліметтер

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *