Повышение радиационного фона пахотных почв за счет минеральных удобрений имеет особо важное значение для человечества, так как при этом радионуклиды вместе с сельскохозяйственной продукцией поступают в организм человека. Этому процессу способствует интенсивная химизация сельского хозяйства. Калийные удобрения являются источником поступления в почву 40К. Однако дополнительная активность при их внесении в почву обычно не выходит за пределы флюктуации природного фона. Практически не изучен вопрос, связанный с использованием в сельском хозяйстве отходов горнодобывающей промышленности. Примером может служить применение золы угольных электростанций для известкования почв (Таусон, 1985). Такая утилизация отходов должна проводиться с большой осторожностью и предварительно всесторонне исследоваться.
Лучше всего изучен вопрос, связанный с производством и употреблением фосфорных удобрений.
Природные фосфориты, используемые для производства фосфорных удобрений, как правило, отличаются повышенной концентрацией радионуклидов урановых рядов. Концентрация урана в фосфоритах иногда достигает промышленных величин, и он извлекается из руды в качестве побочного продукта. Радиоактивность на месторождениях фосфоритов для ряда 238U достигает 5 Бк/г, для ряда 232Th - 0,16 Бк/г (Ионизирующее излучение: источники и действие, 1982).
Перераспределение урана и его продуктов распада в процессе переработки фосфатной руды зависит от технологической схемы. При мокрой переработке фосфатное сырье обрабатывается серной кислотой. Конечным продуктом являются фосфорная кислота, в которую переходят уран и значительная часть тория, и гипс (фосфогипс), в котором остается радий.
227
При переработке фосфатной руды сухим отжигом с коксом и силикатом основная часть 226Ra остается в шлаке с силикатом Са, а уран переходит в фосфорные и фосфористые кислоты.
Те удобрения, которые получают из фосфорной кислоты (например, аммофос), содержат изотопы урана и тория, но свободны от радия. Тройной суперфосфат получают путем соединения фосфорной кислоты с коммерческой рудой. Поэтому он отличается повышенным содержанием изотопов как урана и тория (за счет фосфорной кислоты), так и радия с продуктами распада (за счет руды). Фосфоритная мука, получаемая измельчением руды, не отличается от последней по концентрации радионуклидов. Концентрация радионуклидов уранового ряда в фосфорсодержащих удобрениях различных стран мира колеблется в пределах 70 - 2400 Бк/кг. В нашей стране она максимальна в фосфоритной муке (Ионизирующее излучение..., 1982).
Таким образом, длительное использование фосфатных удобрений повышает концентрацию естественных радионуклидов в пахотных почвах. Например, в США концентрация 238U в пахотных почвах возросла в 2 раза по сравнению с концентрацией в целинных. На Тайване в удобренных почвах рисовых полей концентрация естественных радионуклидов на 10 - 30% выше, чем на неудобренных (Ионизирующее излучение..., 1982).
В зависимости от вида удобрений, т.е. от технологии переработки сырья, радионуклиды могут поступать в почву в различных по своей подвижности формах. Так, доля подвижных форм естественных радионуклидов в фосфоритной муке близка к этой величине в неудобренных почвах. В аммофосе, напротив, доля подвижных форм выше. При этом максимальной подвижностью отличаются изотопы урана, а минимальной - тория. Контакт удобрений с почвой приводит к существенному изменению форм нахождения радионуклидов и существенному возрастанию подвижных (доступных для растений) форм 238U, 226Ra, 210Pb, 210Po. Так, на удобренных почвах количество воднорастворимых форм 238U увеличивается в 10 раз, а кислотно-растворимых форм - в 4 раза по сравнению с исходной почвой (Архипов и др., см.: Тяжелые естественные радионуклиды..., 1990).
Поступление естественных радионуклидов из пахотных почв в сельскохозяйственные растения имеет те же закономерности, что и для дикорастущих. Оно зависит от механического состава почв, присутствия гумуса, рН почвенных растворов, концентрации Са и т.д. (Дричко, см.: Тяжелые естественные радионуклиды..., 1990). КН для зерновых в зависимости от состава почв образует убывающий ряд: подзолистые → дерново-подзолистые → серые лесные → черноземные → каштановые почвы. Увеличение
228
в пахотных почвах содержания гумуса и обменного Са, а также величины рН уменьшает поступление радионуклидов в растения, видимо, в результате их более прочного закрепления.
Обычно в пахотном слое почв активность Ra больше, чем активность U, т.е. радиоактивное равновесие нарушено в результате выноса U. В отличие от других радионуклидов, для Ra более характерны обменные формы нахождения в почве и КН, превышающие 1. Существует дифференциация в накоплении естественных радионуклидов в зависимости от вида растений и их органов. Наименьшие коэффициенты накопления отмечены в клубнях картофеля и зерне.
229
