З.В. Лозовая

РНИУП «Институт радиологии», г. Гомель, Беларусь

Исследования, проводимые нами, основаны на следующих гипотезах, которые вытекают из опыта исследований в смежных областях, из косвенных данных по объекту исследования либо из априорных ожиданий, и поэтому требуют доказательного экспериментального обоснования:

• Удельная активность изотопа калия находится в прямой зависимости от содержания физической глины в почве. Эта зависимость является статистически достоверной и может быть выражена определенной математической функцией для определения содержания физической глины в почве по данным о содержании ⁴⁰К (для дерново-подзолистых почв разного гранулометрического состава).

• Достоверное определение содержания физической глины в почве можно производить в полевых условиях с помощью дистанционного (без отбора проб) спектрометрического оборудования, позволяющего регистрировать излучения от ⁴⁰К.

В результате проведенных исследований получены многочисленные данные, для обработки которых применялись методы математической статистики.

Из полученных данных видно, что для исследованных разновидностей дерново-подзолистых почв характерно, чем легче почвы по гранулометрическому составу, тем меньше уровень, как суммарной радиоактивности, так и радиоактивности, обусловленной ⁴⁰К. Это связано с достоверным уменьшением в этом же направлении содержания илистой, пылеватых фракций и увеличением количества песчаных. Таким образом, чем меньше содержание фракции физической глины в почвенной субстрате, тем ниже суммарная радиоактивность обусловленная ⁴⁰К.

Влияние почвообразующих пород на уровень радиоактивности почв хорошо наблюдать при сравнении радиоактивности верхних горизонтов почв. Здесь имеет место та же закономерность, что и для почвообразующих пород: радиоактивность верхнего горизонта дерново-подзолистых песчаных почв ниже, чем супесчаных и суглинистых почв. Но и здесь выделяются более высокой радиоактивностью верхние горизонты дерновоподзолистых песчаных почв подстилаемых суглинками. В связи с тем, что упомянутые горизонты легче по гранулометрическому составу, чем соответствующие горизонты дерново-подзолистых супесчаных почв, повышение их радиоактивности объясняется, видимо, изменениями в количественных соотношениях между калийсодержащими минералами. На эти изменения указывают некоторые повышения содержания в них калия.

Несмотря на повышение содержания илистых фракций в дерново-подзолистых супесчаных почвах, радиоактивность ⁴⁰К приблизительно такая же, как на дерново-подзолистых песчаных почвах. Аналогичное явление наблюдается также и в других почвах. Все эти факты свидетельствуют о том, что уровень радиоактивности исследованных почв зависит не только от количественного соотношения между отдельными фракциями, но и от их минералогического состава.

Так как минералы почв, особенно первичные, в значительной мере унаследованы от почвообразующих пород, представляет интерес выяснить влияние последних на радиоактивность почв.

Полевые шпаты, в состав которых входит значительная часть валовых запасов почвенного калия, представляют собой алюмосиликаты калия, натрия и кальция. Магния и железа в составе полевых шпатов нет, ортоклаз и микроклин являются важнейшими представителями полевых шпатов, содержащих калий. Эти минералы встречаются в таких горных породах, как граниты и сиениты, натрий здесь не может заменить, или вытеснить калий, так как ионные радиусы этих элементов сильно различаются: у калия 1,33Å, а у натрия 0,98Å.

Результаты исследований по изучению распределения ⁴⁰К между различными гранулометрическими фракциями почв свидетельствуют о том, что основная доля его в почве обычно связывается мелкопылеватыми и илистыми частицами, фракция крупной пыли инертна и не участвует в поглощении катионов.

Такое поведение ⁴⁰К связывают с величиной удельной поверхности почвенных частиц. Для суглинистых и глинистых почв такой подход является правомерным, так как фракция физической глины (частицы диаметром <0,01 мм) в этих почвах составляет более 20%. Однако в песчаных и супесчаных почвах крупнозернистые фракции доминируют. Поэтому, несмотря на слабую сорбцию ⁴⁰К неглинистыми минеральными компонентами, крупнозернистые фракции могут содержать значительную часть запаса ⁴⁰К.

Для количественной характеристики неравномерности распределения ⁴⁰К по почвенным частицам разного размера, нами рассчитана величина процентного запаса ⁴⁰К в гранулометрических фракциях (X). Значение (Х) указывает на обогащение изотопом калия (⁴⁰К) данной фракции по сравнению с его средней концентрацией в почве. В изученных образцах преобладает фракция физического песка, которая изменяется от 69 до 93%. Не смотря на это, наблюдается значительное увеличение концентрации ⁴⁰К с уменьшением диаметра почвенных частиц и, соответственно, постепенное обогащение мелкозернистых фракций. Для дерново-подзолистых почв значение (Х) для фракции <0,005 мм достигает 53%. Такое поведение ⁴⁰К можно объяснить тем, что фракции мелкопылеватая и физической глины в дерново-подзолистых почвах представлены в основном глинистыми минералами. Глинистые минералы слабо ассоциированы с гумусом, который может экранировать их поверхность для ⁴⁰К в других почвах. Судя по данным, можно сделать вывод о том, что кварцевая составляющая песчаных фракций действительно практически не поглощает ⁴⁰К. Поглощение ⁴⁰К этими фракциями во многом обусловлено наличием органоминеральных частиц (первичные и вторичные минералы, склеенные гумусовыми цементами).