Форми знаходження радіонуклідів різної хімічної природи у водних середовищах та в присутності глинистих мінералів. Оцінка напрямків міграції радіонуклідів в залежності від форм їх знаходження в об’єктах довкілля з різними фізико-хімічними властивостями.
Аннотация к работе
Це дозволяє (в деякій мірі) оцінити шляхи міграції радіонуклідів у грунтах та з грунтовими водами, пошуку нових сорбційних матеріалів та методів для дезактивації водних середовищ. Проте систематичних досліджень, присвячених визначенню хімічних форм радіонуклідів, що потрапили в довкілля, їх здатності до комплексоутворення з лігандами природного та техногенного походження, сорбції на мінеральних компонентах грунтів, що дозволило б прогнозувати їх міграційну поведінку (будуть вони фіксуватися і накопичуватися в грунтах, чи мігрувати з поверхневими і грунтовими водами у вигляді розчинних форм) для контролю за екологічною безпекою територій України, не проводилось. Саме тому дана робота присвячена розробці наукових засад прогнозування міграційної поведінки радіонуклідів різної хімічної природи в грунтах та водних середовищах та дезактивації обєктів довкілля: визначенню ролі в цих процесах таких факторів, як знак і величина заряду самих радіоізотопів (форми їх знаходження, здатність до адсорбції, комплексоутворення та гідролізу), РН середовища, вміст і структура глинистих компонентів в грунтах та природних органічних речовин, які визначатимуть напрямок та інтенсивність міграції радіонуклідів. Для досягнення вказаної мети необхідно було вирішити такі основні наукові та практичні завдання: O визначити форми знаходження радіонуклідів різної хімічної природи у водних середовищах та в присутності глинистих мінералів, як основних мінеральних компонентів грунтів, що обумовлюють напрямок міграції радіонуклідів; O встановити вплив хімічної природи радіонуклідів та поведінки природних органічних речовин (фульво-і гумінових кислот) у водному і грунтовому середовищах на напрямок міграції радіонуклідів і оцінити ступінь іммобілізації різних їхніх форм;Для встановлення взаємозвязку між формами знаходження радіонуклідів та звязування їх з дисперсними глинистими мінералами і комплексоутворюючими лігандами приведено рівняння для розрахунку форм знаходження металів у розчині в присутності комплексоутворюючих лігандів та функції розподілу, що є необхідним для врахування відносного вмісту різних форм металів у розчині в залежності від РН середовища та концентрації реагентів. На осі абсцис представлено ступінь заповнення поверхні сорбенту в процесі сорбції lg(а/Е), де a-концентрація іонів металу на сорбенті, мкмоль/г, Е - ємність сорбенту, мкмоль/г, а на осі ординат - питомий коефіцієнт розподілу, віднесений до одиниці ємності сорбенту, lg(KD/Е). Частка найбільш селективних центрів для всіх мінералів становить для Sr2 ? 0,1-0,5%, для Cs -1-3% (вклад активних центрів на бічній поверхні становить близько 30-50% від сумарної ємності мінералів), з чого можна зробити висновок про причину невисокої селективності досліджених природних мінералів щодо Sr2 і, навпаки, для Cs у розчині комплексів ФК з іонами металів, так і зниженням сорбційних характеристик глинистих мінералів внаслідок сорбції на їх поверхні самих ГР. Дослідження сорбції Eu(III) на поверхні черкаського монтморилоніту (рис.8) як у відсутності, так і в присутності 100 мг/дм3 ФК при різних значеннях РН показує, що їх вплив протилежний при РН>4: сорбція в обох випадках з підвищенням РН зростає, що свідчить про вирішальну роль адсорбційних центрів на бокових гранях мінералу: за відсутності ФК сорбція зростає при збільшенні РН розчину за рахунок зростання ступеня дисоціації функціональних груп бічної поверхні мінералу, зменшення конкурентної сорбції протонів і вона максимальна при РН>7, що свідчить про відсутність аніонних комплексів Eu(III) навіть у лужному середовищі. Разом з тим, значення KD, розраховані в присутності ФК, та KD - при відсутності ФК при однакових вихідних концентраціях Eu(III) в розчині, мало відрізняються між собою, що підтверджує правильне визначення [Eu] при розрахунках сорбції з урахуванням процесів комплексоутворення, а також те, що механізм вилучення Eu(ІІІ) з розчину - іонообмінний (при розглянутому значенні РН), тобто, при невисоких концентраціях у розчині відбувається сорбція не звязаних іонів металу.У дисертації наведено вирішення екологічної проблеми - створення наукових засад прогнозування поведінки радіонуклідів в обєктах довкілля, необхідних для сучасних підходів до оцінювання розвитку ситуації при радіоактивному забрудненні водних середовищ та грунтів та науковому обгрунтуванні їх ефективної дезактивації. Аналіз літератури показав, що дослідження в цьому напрямку обмежуються визначенням розчинності радіонуклідів різними реагентами, їх агрегатного стану, або взаємодії з тим чи іншим компонентом без урахування фізико-хімічних особливостей обєктів довкілля і, відповідно, хімічних форм знаходження самих радіоізотопів, в той час як роль всіх цих факторів виявляється досить суттєвою, а подекуди й вирішальною. Показано, що для перешкоджання поширенню радіоактивного забруднення на чисті території важливим є ступінь іммобілізації сполук радіонуклідів глинистими компонентами грунтів, який визначається, в першу чергу, не ємністю глинистого мінералу (