Куда делся уран?

Миграция урана в почве зависит от химического состава грунтовых вод, как показало недавнее исследование Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории. Учёные продемонстрировали, что уран прикрепляется к частицам почвы и движется медленно, когда грунтовые воды имеют нейтральный pH и содержат низкий уровень карбонат-ионов или растворённого диоксида углерода. Такие условия часто возникают на речных берегах при подъёме уровня реки и её смешении с грунтовыми водами. Работа опубликована 1 сентября в журнале Environmental Science & Technology.

Это исследование важно для контроля за перемещением урана, что требует понимания скорости его сорбции и десорбции в различных химических условиях. Например, на бывшем плутониевом производстве на юго-востоке штата Вашингтон загрязнённая ураном грунтовая вода движется в сторону реки Колумбия. Используя результаты экспериментов и математическую модель, учёные выясняют, как изменение уровня реки замедляет движение урана.

Исследователи использовали загрязнённый ураном осадок с экспериментального полигона, расположенного на южной оконечности объекта «Хэнфорд». В экспериментах осадок контактировал с растворами разного pH, с разным содержанием кальция и карбонатов. Было обнаружено, что высвобождение урана из осадка замедлялось при снижении pH и концентрации карбонатов в воде. Это означает, что десорбция урана будет медленной там, где грунтовые воды разбавляются речной водой с низким содержанием карбонатов и нейтральным pH, и значительно более быстрой во внутренних районах, где грунтовые воды содержат много карбонатов и имеют щелочную реакцию.

Затем экспериментальные данные использовали для оценки математической модели, описывающей сорбцию и десорбцию урана при изменяющемся химическом составе вод. Хотя модель хорошо описывала результаты, были отмечены некоторые расхождения с экспериментальными данными. Работа продолжается для понимания фундаментальных теорий, лежащих в основе наблюдаемой зависимости, что поможет улучшить модель.