Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Химия. Биология. Экология

ISSN 1816-9775 (Print)
ISSN 2541-8971 (Online)


Для цитирования:

Сальменбаев С. Е., Миратова А. М., Кенжебаев Р. А. Способ кислотного извлечения радионуклидов из увеличенных навесок почвы с использованием автоклавного разложения // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2023. Т. 23, вып. 1. С. 62-69. DOI: 10.18500/1816-9775-2023-23-1-62-69, EDN: CKLTGC

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 94)
Полный текст в формате PDF(En):
(загрузок: 45)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
543.054+543.429.3
EDN: 
CKLTGC

Способ кислотного извлечения радионуклидов из увеличенных навесок почвы с использованием автоклавного разложения

Авторы: 
Сальменбаев Саян Елеусизович, Институт радиационной безопасности и экологии Национального ядерного центра
Миратова Ардак Мираткызы, Институт радиационной безопасности и экологии Национального ядерного центра
Кенжебаев Руслан Ахатович, Институт радиационной безопасности и экологии Национального ядерного центра
Аннотация: 

Специфика ядерных испытаний, проведенных на территории бывшего Семипалатинского испытательного полигона, привела к возникновению различных, отличающихся между собой уровнями радиоактивного загрязнения и радионуклидным составом, участков. При этом растворимость радиоактивных частиц существенно различается. Традиционно наличием малорастворимых, остеклованных частиц характеризовалась площадка «Опытное поле», что обусловливалось особенностями, присущими наземным испытаниям ядерного оружия, а именно взаимодействием высокотемпературной области взрыва с почвенными частицами. Наличие подобных малорастворимых частиц в почвенном покрове делает невозможным использование в радиохимическом анализе растворов HCl и HNO3 с концентрацией 6–8 моль/л, наиболее часто используемых в методиках определения содержания радионуклидов 90Sr и 239+240Pu. Рассмотрены способы разложения почвы при определении содержания техногенных радионуклидов в почвах полигона с помощью смесей минеральных кислот. Цель – разработка способа кислотного извлечения техногенных радионуклидов из увеличенных навесок почвы с использованием автоклавного разложения. Для определения оптимальных параметров автоклавного разложения использовалась проба почвы с пренебрежимо малым содержанием техногенных радионуклидов; для отработки способа кислотного извлечения – образец почвы, отобранный на территории испытательной площадки «Опытное поле». В качестве оптимального индикатора кислотного выделения использовался радионуклид 137Cs, ввиду его прочной фиксации на глинистых и минеральных частицах почвы и легкости его детектирования по дочернему гамма-излучению. Автоклавное разложение проводилось путем растворения исследуемых образцов в смеси концентрированных минеральных кислот (37% HCl, 59% HNO3, 46% HF и 95% H2SO4). Удельная активность радионуклидов определялась с помощью гамма-спектрометра ВЕ3830 с детектором из особо чистого германия (фирма Canberra, США), масса неразложившегося почвенного остатка определялась гравиметрическим методом (аналитические весы PA214С, фирма Ohaus, США). Наиболее полное извлечение радионуклида 137Cs происходит при использовании концентрированных растворов HF (индивидуально либо в смеси с другими минеральными кислотами). Степень извлечения 137Cs составила 85–100%. Наихудшие результаты показало применение смеси кислот 3HCl:HNO3 – степень извлечения 137Cs в этом случае не превысила 20%. Эффективность разложения навесок почвы массой 10 г концентрированным раствором HF при температурах от 120 до 160 ºC составила ≥95%.

Список источников: 
  1. Oliveira E. Sample preparation for atomic spectroscopy: Evolution and future trends // Journal of the Brazilian Chemical Society. 2003. Vol. 14, № 2. P. 174–182. https://doi.org/10.1590/S0103-50532003000200004
  2. Башилов А. Микроволновая подготовка проб к элементному анализу – вчера, сегодня, завтра // Аналитика. 2011. № 11. С. 6–15.
  3. Matusiewicz H. Sample Decomposition Techniques in Inorganic Trace Elemental Analysis // Handbook of Trace Analysis: Fundamentals and Applications. Springer International Publishing, 2016. P. 75–122. https://doi.org/10.1007/978-3-319-19614-5_5
  4. Sahayam A., Jiang S., Wan С. Microwave assisted volatilization of silicon as fluoride for the trace impurity determination in silicon nitride by dynamic reaction cell inductively coupled plasma-mass spectrometry // Analytica Chimica Acta. 2007. Vol. 605. P. 130–133. https://doi.org/10.1016/j.aca.2007.10.043 
  5. 5. Доронина М. С., Карпов Ю. А., Барановская В. Б. Современные методы пробоподготовки возвратного металлсодержащего сырья // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2016. Т. 82, № 3. С. 5–12.
  6. 6. Суриков В. Т. Кислотное растворение кремния и его соединений для анализа методом массспектрометрии с индуктивно связанной плазмой // Аналитика и контроль. 2008. Т. 12, № 3-4. С. 93–100.
  7. Сокольникова Ю. В., Васильева И. Е. Выбор условий химической пробоподготовки для анализа кварцитов методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой // Вестник ИрГТУ. 2012. № 1 (60). С. 119–127.
  8. Navarrete-López M., Jonathan M. P., Rodríguez-Espinosa P. F., Salgado-Galeana J. A. Autoclave decomposition method for metals in soils and sediments // Environmental Monitoring and Assessment. 2012. Vol. 184. P. 2285–2293. https://doi.org/10.1007/s10661-011-2117-4
  9. Троеглазова А. В., Злобина Е. В., Кириллов А. Д., Кудрявцева Г. С., Карпов Ю. А. Совершенствование способов химической пробоподготовки при анализе ренийсодержащего сырья // Успехи в химии и химической технологии. 2012. Т. XXVI, № 2. С. 21–25.
  10. Третьякова Е. И., Плотникова О. Е., Ильина Е. Г. Микроволновой метод подготовки проб для определения общего фосфора в объектах окружающей среды // Ползуновский вестник. 2008. № 1-2. С. 152–156. 
  11. 11. Карпов Ю. А., Орлова В. А. Современные методы автоклавной пробоподготовки в химическом анализе веществ и материалов // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2007. Т. 73, № 1. С. 4–11.
  12. МИ 2221-92 Рекомендация. Государственная система обеспечения единства измерений. Почвы и биологические объекты анализа. Методика подготовки проб в аналитическом автоклаве. М. : ВНИИМС, 1993. 20 с.
  13. Воробьева Л. А. Химический анализ почв: учебник. М. : Изд-во МГУ, 1998. 272 с.
  14.  Бок Р. Методы разложения в аналитической химии / пер. с англ. В. А. Трофимовой. М. : Химия, 1984. 432 с.
  15. Бахур А. Е., Дубинчук В. Т., Березина Л. А., Мануилова Л. И., Малышев В. И., Берикболов Б. Р., Шишков И. А., Ермилов А. П. Радиоактивные частицы в почвах Семипалатинского полигона // Радиация и риск. 1997. Т. 9. С. 71–84.
  16. Артемьев О. И., Ахметов М. А., Птицкая Л. Д. Радионуклидное загрязнение территории бывшего Семипалатинского испытательного ядерного полигона // Вестник НЯЦ РК. 2001. № 3. C. 12–19.
  17. Кундузбаева А. Е., Лукашенко С. В., Магашева Р. Ю. Формы нахождения искусственных радионуклидов в почвах на территории площадки «Опытное поле» // Актуальные вопросы радиоэкологии Казахстан : сборник трудов Национального ядерного центра Республики Казахстан за 2014–2016. Павлодар : Дом печати, 2017. Т. 2, вып. 6. С. 181–208.
  18. Лисин С. К., Симирская Г. П., Симирский Ю. Н., Родионов Ю. Ф., Шубко В. М. Формы нахождения 137Cs и 90Sr в почвах Брянской области // Радиация и риск. 1993. Т. 3. С. 129–133.
  19. Василенко И. Я., Булдакова Л. А. Радионуклидное загрязнение окружающей среды и здоровье населения. М. : Медицина, 2004. 400 с.
  20. Hirose K., Kikawada K., Igarashi Y., Fujiwara H., Jugder D., Matsumoto Y., Oi T., Nomura M. Plutonium, 137Cs and uranium isotopes in Mongolian surface soils // Journal of Environmental Radioactivity. 2017. Vol. 166. P. 97–103. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2016.01.007
  21. Сальменбаев С. Е., Нургайсинова Н. К., Умаров М. А. Использование гидроксидов и фторидов металлов для концентрирования и выделения изотопов самария из кислотных выщелатов почвы // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2020. Т. 20, вып. 3. С. 284–289. https://doi.org/10.18500/1816-9775-2020- 20-3-284-289
  22. Бахур А. Е. Научно-методические основы радиоэкологической оценки геологической среды : дис. … д-ра геол.-минерал. наук. М., 2008. 297 с.
  23. Lukashenko S., Kabdyrakova A., Lind O. C., Gorlachev I., Kunduzbayeva A., Kvochkina T., Janssens K., Nolf W. De., Yakovenko Yu., Salbu B. Radioactive particles released from different sources in the Semipalatinsk Test Site // Journal of Environmental Radioactivity. 2020. Vol. 216. P. 106–160. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2020.106160
  24. Самофалова И. А. Химический состав почв и почвообразующих пород: учебное пособие. Пермь : Изд-во ФГОУ ВПО «Пермская ГСХА», 2009. 132 с.
Поступила в редакцию: 
12.10.2022
Принята к публикации: 
31.10.2022
Опубликована: 
31.03.2023
Краткое содержание:
(загрузок: 48)