Железосодержащие минералы в осадках реагируют с загрязнителями и обездвиживают их

Попадание отходов ядерной переработки из хранилищ в подстилающие отложения и грунтовые воды представляет серьёзную экологическую проблему на площадке Хэнфорд. Исследование доказывает, что естественно распространённые в этих отложениях железосодержащие минералы могут реагировать с такими загрязнителями, как технеций, и иммобилизовать их.

Эта работа позволяет прогнозировать, сколько времени потребуется подобным реакциям для снижения уровня загрязнения грунтовых вод. Полученные данные также важны для оценки способности этих природных процессов снижать риск загрязнения водоносных горизонтов. Более того, исследование указывает, что усилия по ремедиации на площадке Хэнфорд можно сконцентрировать на участках, где отсутствуют способные к реакции с загрязнителями железосодержащие минералы.

В осадках Хэнфорда содержатся богатые железом магнитные минералы, образовавшиеся из магматических пород, таких как базальт. Некоторые из них представляют собой оксиды железа, содержащие восстановленную форму железа (Fe²⁺), которая потенциально может передавать свой лишний электрон загрязнителям, стабилизируя их в нерастворимой форме в осадках. Учёные из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL) и EMSL охарактеризовали эти минералы и оценили их способность реагировать с окисленной, растворимой формой технеция — пертехнетатом.

Исследователи установили, что магнитные минералы составляют около 1% от общего веса осадка, причём на оксид железа магнетит приходится примерно 90% от их общего содержания. Восстановленное железо располагалось на поверхности магнетита и было доступно для реакций с загрязнителями. Эксперименты показали, что магнитные минералы реагировали с раствором пертехнетата, снижая его концентрацию. Согласно расчётам, если весь технеций-99 вступит в контакт со всем доступным Fe²⁺, этот природный процесс может удалить весь объём этого изотопа из грунтовых вод Хэнфорда за несколько месяцев.