Ученые РАН исследовали биогеохимические процессы, влияющие на распределение урана, плутония и нептуния в подземных водах

Сотрудники Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) совместно с коллегами из институтов ИФХЭ РАН и ИБРЭА РАН установили, какие биогеохимические процессы влияют на распределение урана, плутония и нептуния в подземных водах, загрязненных нитратами при их биоремедиации.

Загрязнение подземных вод радионуклидами представляет серьезную проблему для территорий, связанных с деятельностью предприятий ядерно-топливного комплекса. Особую опасность представляют долгоживущие актиниды, в том числе уран, плутоний и нептуний, которые при попадании в окружающую среду способны перемещаться с подземными водами на значительные расстояния.

Одним из перспективных способов восстановления природной среды при устранении экологического ущерба загрязненных территорий является биоремедиация — изменение геохимических условий подземной среды за счет стимулирования естественных микробных процессов. В данной работе авторы оценили эффективность такого подхода посредством определения форм нахождения актинидов в подземных водах, а также моделированием их устойчивости.

Ученые исследовали подземные воды вблизи захоронения отходов на Сибирском химическом комбинате, где ранее проводилась биоремедиация нитратно-загрязненных подземных вод. Анализ проводили непосредственно после биоремедиационных мероприятий, а также через один и два года.

Результаты показали, что после биоремедиации концентрация растворенного урана снизилась более чем в 10 раз, а содержание плутония — до значений ниже предела обнаружения. Анализ проб, отобранных через один и два года после обработки, показал отсутствие существенного повторного растворения урана и плутония, несмотря на последующее изменение концентраций нитратов и окислительно-восстановительных условий.

Исследование распределения урана по фракциям различной дисперсности показало переход от преимущественно растворенных и наноразмерных форм к более крупным частицам, связанным с глинистыми и железосодержащими компонентами. Термодинамическое моделирование указывает на образование и устойчивость малорастворимых фаз актинидов, включая уранинит, а также железосодержащих минералов — ферригидрита, гётита, сидерита и сульфидных фаз.

«Таким образом, микробная трансформация подземной среды способствовала как снижению содержания растворенных форм актинидов, так и их перераспределению в менее подвижные дисперсные и минеральные фазы», — прокомментировал один из авторов исследования, старший научный сотрудник лаборатории радиохимии окружающей среды ГЕОХИ РАН, кандидат химических наук Иван Мясников.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России.

Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации