5.2.3. Полоний

Природные изотопы полония располагаются в конечных отрезках природных радиоактивных рядов и обладают короткими периодами полураспада: 210Ро (138 дней), 214Ро (1,6 · 10-4 с), 218Ро (3,05 мин) - ряд 238U; 211Ро (0,52 с) и 215Ро (1,8 · 10-3 с) - ряд 235U; 212Po (2,9 · 10-7 с) и 216Ро (0,15 с) - ряд 232Th. Из всех изотопов полония в геохимии (биогеохимии) используют лишь наиболее долгоживущий 210Ро.

Химические свойства полония определяются его нахождением в VIA группе Периодической системы. Он обладает конфигурацией электронных оболочек подобной селену и теллуру и по химическим свойствам близок к последнему. В соответствии с принадлежностью к VIA группе он имеет несколько степеней окисления: - 2, +2, +3, +4 и +6. Ро (III) имеет сходство с Bi. Наиболее устойчив в растворе Ро (IV). В природные растворы Ро поступает в ультрамикроконцентрациях. Он склонен к образованию псевдоколлоидов, которые возникают в результате адсорбции ионных форм Ро на коллоидных частицах двуокиси кремния, органических веществ и т.д. Адсорбция носит ионообменный характер. При рН 1 - 4 Ро находится в негидролизованных ионных формах; при рН 6 - 7 наблюдаются гидролиз и образование положительно заряженных коллоидных частиц; при рН 8 - 9 Ро находится в виде отрицательно заряженных коллоидных частиц гидроксидов. В сильнощелочной среде образуется анион РоО
2-
3
. Образование псевдоколлоидов происходит в растворах, где произведение растворимости никак не может быть достигнуто.

Для Ро характерна способность к комплексообразованию с различными анионами. Ро сильно токсичен. Геохимическое значение имеет лишь наиболее долгоживущий изотоп - 210Ро. Он образуется при распаде 222Rn. Обычным его спутником является более долгоживущий 210Рb (22 года), из которого 210Ро образуется по следующей цепочке:

210Pb
β
────
210Bi
β
────
210Po
α
────
206Pb
22 года 5 дней 138 дней

118

В атмосфере 210Ро и 210Рb, образующиеся из 222Rn, быстро сорбируются частицами аэрозолей. Из атмосферы радионуклиды поступают на поверхность почв как в результате "сухого" осаждения, так и за счет вымывания атмосферными осадками. Содержание 210Рb в дожде и снеге составляет от 0,1 до 16,2 пКи/л, а 210Pо - от 0,2 до 1,36 пКи/л (Ермолаева-Маковская, Литевер, 1978). По данным В.Д. Виленского (1970), основная часть 210Ро и 210Рb в приземном слое воздуха связана с частичками пыли. Содержание 210Рb и 210Ро в приземном слое воздуха зависит от географической широты, высоты над уровнем моря и характера поверхности (океан, континент). Наибольшее содержание этих радионуклидов наблюдается в атмосфере умеренных широт. В экваториальной зоне оно снижается. Особенно низко оно над полюсами, причем в Северном полушарии концентрация 210Ро и 210Рb выше, чем в Южном. Видимо, такое распределение обусловлено различием в соотношении площадей суши и океана. Основным источником радона, а следовательно, 210Ро и 210Рb, являются континенты.

Распределение 210Рb в почвах неадекватно материнскому 226Ra. Обычно верхний слой (0 - 5 см) отличается повышением концентраций дочерних радионуклидов, что, видимо, обусловлено поступлением в составе аэрозолей:

Содержание 210Ро и 210Рb в поверхностных водах определяется поступлением с атмосферными осадками и выщелачиванием из водовмещающих почв и пород. В океане в верхних 100 м воды 210Рb в 25 раз больше, чем может образоваться из содержащегося в ней 226Ra. Это заставляет думать, что основная часть 210Рb поступает в океан из атмосферы. Скорость очищения верхнего слоя океана от 210Рb составляет 2 - 5 лет. На континентах по этой же причине вода озер и рек содержит существенно больше 210Рb, чем вода глубоких колодцев (подземные воды). Донные осадки, как правило, всегда обогащены 210Рb и 210Ро по сравнению с материнским 226Ra в несколько раз, что лишний раз подтверждает их атмосферный путь поступления. Отношение 210Ро/ 210Рb ≤ 1.

Подземные воды обычно не содержат избыточных 210Рb и 210Po относительно 226Ra или 222Rn. В горных породах существенного избытка или дефицита 210Рb или 210Ро относительно 226Ra не наблюдается. Избыточный 210Ро был обнаружен в вулканических газах, выделяющихся в процессе извержения.

В биосферу 210Ро и 210Рb поступают также в основном аэральным путем. Более 80% 210Рb и 210Ро поступают таким путем в растения. Отношение 210Ро/ 210Рb в тканях однолетних растений равно 0,23, что соответствует их отношению в воздухе. В многолетних растениях происходит накопление 210Ро из 210Рb и отношение их

119

активностей близко к единице. Вследствие высокой летучести 210Ро при курении табака возгоняется, а поступая в легкие курильщика, сорбируется в них. Были обнаружены повышенные концентрации 210Рb и 210Ро в лишайниках (ягеле). Ягель - основное растение в рационе питания северных оленей, которые, в свою очередь, являются главным продуктом питания жителей Севера. Источником радионуклидов в лишайниках является атмосфера, так как почвенное питание для них играет ничтожную роль. В лишайниках содержится 226Ra в 10 раз меньше, чем 210Рb и 210Ро. Удельная концентрация 210Ро и 210Рb в гидробионтах, организмах, обитающих в воде, выше, чем в среде их обитания. Коэффициент концентрирования 210Рb имеет порядок 104, для 210Ро - несколько выше. При этом содержание радионуклидов в зоопланктоне выше, чем в фитопланктоне.

В организмах наземных животных подавляющая часть 210Pb и 210Ро сосредоточена в костях. В мышцах и других органах их концентрация в десятки и сотни раз ниже. Однако отношение 210Ро/ 210Рb в мягких тканях возрастает, что указывает на непосредственное накопление в них Ро. В костях 210Ро образуется из 210Рb.

120



Купить BlueTooth гарнитуру

Яндекс цитирования Rambler's Top100
Tikva.Ru © 2006. All Rights Reserved