|
Научные достижения химического факультета
04.04.2023
Приключения урана: химики МГУ раскрыли связи элемента
в радиоактивно загрязненных грунтах
Сотрудники
кафедры радиохимии химического факультета МГУ им. Ломоносова совместно с
Курчатовским институтом и ИФХЭ РАН определили химические формы урана(VI) в
загрязненных грунтах. Данные помогут разработать стратегии, предотвращающие
миграцию и биодоступность радионуклидов. Результаты исследования поддержаны
грантом Минобрнауки России № 075-15-2019-1891 и грантом РНФ №19-73-20051 и
опубликованы в журнале Journal of Synchrotron
Radiation.
Среди факторов
загрязнения окружающей среды особое место занимают радиоактивные соединения. От
деятельности предприятий по наработке ядерных материалов остались разнообразные
отходы, приборы, материалы и даже здания, называемые в настоящее время объектами
ядерного наследия. Ученые и технологи разрабатывают сегодня оптимальную
стратегию обращения с такими объектами. Для правильного понимания
физико-химических форм радиоактивных элементов, включая уран, в условиях
окружающей среды: в почвах, подземных водах, техногенных грунтах и других
средах применяют самые чувствительные методы анализа.
С точки зрения
химии, почва и грунт - это смесь различных по структуре и элементному составу
соединений. Основная проблема анализа почвы состоит в том, что закономерности
взаимного расположения атомов не соблюдаются во всем объеме образца. Для
описания структуры грунтов не подходят классические методы рентгеновской
дифракции, которые с легкостью используют для исследования упорядоченных
природных объектов, например, кристаллов.
Для изучения
ближайшего окружения атомов урана в модельных образцах почв научная группа
применила современный элемент-селективный метод рентгеновской спектроскопии
поглощения (EXAFS). Метод позволил вычислить структурные параметры соседних с
ураном атомов и определить форму радиоактивного соединения: "Знание, в каком
химическом окружении находится уран в загрязненных природных объектах, поможет
нам понимать, как предотвратить миграцию и сделать его менее биодоступным, --
рассказывает один из авторов работы, студентка 4 курса факультета наук о
материалах МГУ Анна Крот, -- в процессе исследования
мы усложняем модель грунта: варьируя концентрации урана, кислотность среды и
другие параметры, мы расширяем круг лабораторных "стандартов", чтобы затем
сравнивать с ними реальные образцы. С помощью этого подхода мы установили, что
в реальном образце загрязненной почвы уран находится в виде карбонатной и
оксигидроксидной фаз".
В планах
научной группы изучить разные модели загрязненных грунтов и установить
зависимость миграции и биодоступности урана от влияния природных факторов: "В
объектах ядерного наследия были реализованы различные сценарии образования
радиоактивно загрязненных материалов, -- поясняет автор работы, с.н.с. кафедры
радиохимии химического факультета МГУ к.х.н. Ирина Власова. – Да и сами объекты
существуют уже многие десятилетия в различных условиях окружающей среды.
Поэтому сейчас нам важно воспроизвести обширный диапазон возможных вариантов
взаимодействия радионуклида с другими соединениями в природе. Эти данные
помогут нашим коллегам контролировать загрязнение окружающей среды ураном и подобрать
пути реабилитации территории и, при необходимости, выбрать наиболее эффективные
барьерные материалы".
Ссылка на статью:
A. Krot, I. Vlasova, A. Trigub, A. Averin, V. Yapaskurt and S. Kalmykov
From EXAFS of reference compounds to U(VI) speciation in contaminated environments
J. Synchrotron Rad. (2022). 29, 303-314
https://doi.org/10.1107/S1600577521013473
|
