Почвоведение, 2021, № 12, стр. 1549-1563

ВВЕДЕНИЕ

В конце 40-х годов ХХ в. Таежной геологоразведочной экспедицией была выявлена и разведана монацитовая россыпь Васильевка на Алданском нагорье на территории Южной Якутии. В связи с необходимостью радиоактивного сырья для атомной промышленности страны в экстренном порядке в 1949–1952 гг. россыпь была разработана силами шестого специального отдела МВД СССР [21]. Радиоэкологические исследования на месте добычи монацита из россыпи впервые проводили в 90-х годах прошлого века и после некоторого перерыва возобновили только в последние годы. В результате этих научно-исследовательских работ были составлены карты радиометрических съемок местности, определены концентрации важнейших естественных радионуклидов (⁴⁰K, ²³⁸U и ²³²Th) в рыхлых природных и техногенных образованиях горных пород с оценкой их радиационно-гигиенической принадлежности, а также выявлены некоторые особенности миграции тория в почвенно-растительном покрове в условиях техногенного загрязнения [15, 29]. Несмотря на уникальность радиоэкологической, геокриологической и геохимической обстановок территории монацитовой россыпи Васильевка, радиоактивность почв, формирующих почвенный покров данного района остается слабо изученной.

Изучение миграции естественных радионуклидов в почвах природных и техногенных ландшафтов немерзлотных регионов России проводилось ранее [2, 7, 11, 14, 22], однако исследования в мерзлотной области за последнее время выполнены впервые [29, 34].

Цель исследования – оценка специфики площадного распределения естественных радионуклидов (ЕРН) в почвах экспресс-полевыми радиометрическими методами на территории россыпи и определение особенностей вертикального распределения ЕРН по профилю разных типов почв с учетом их генезиса и географического распространения.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ

Исследуемая территория расположена в долине среднего течения р. Васильевка на плоскогорье с абсолютными отметками 1123–1221 м над ур. моря. В геологическом строении изучаемого района участвуют кристаллические породы (сланцы, гнейсы и гранитоиды) архей-протерозойского возраста, составляющие фундамент Сибирской платформы [32]. В настоящее время место разработки монацитовой россыпи Васильевка представляет собой полигон для открытой добычи сырья, законсервированных шахт, разрушенных бараков и уцелевших остатков здания обогатительной фабрики месторождения (рис. 1).

В начале полевых работ проведены маршрутные и площадные радиометрические съемки с помощью радиометра СРП-68-01 (НТП “Промприбор”, Россия) и переносного γ-спектрометра МКС-АТ6101Д (УП “Атомтех”, Беларусь) [10, 17]. Методика и техника полевых радиометрических съемок детально описаны ранее [29]. Согласно методике выполнения измерений радиометрическими приборами на обследованной территории, мощность эквивалентной дозы γ-излучения (МЭД) и концентрацию калия, урана (по радию) и тория измеряли на уровне поверхности земли по прямоугольной (250 × 100 м) и произвольной сети в 411 точках. Как известно, в скальных горных породах в зависимости от их плотности полевым γ-спектрометрическим методом можно определить калий, уран и торий, сосредоточенные в полусфере с радиусом 10–20 см [13]. В рыхлых образованиях (почвы, почвогрунты, продукты разрушения горных пород) радиус активного сферического слоя изменяется от 15–20 до 30–50 см [5]. Поводом для γ-спектрометрического определения концентраций урана в почвах по равновесному радию послужило следующее обстоятельство. Известно, что во многих радиогеохимических ситуациях радиоактивное равновесие между ураном и радием в почвах хорошо сохраняется. Это подтверждается работами многих авторов, выполненных в разных природно-климатических зонах [30, 31]. Опыт показывает, что в условиях Алданского нагорья радиоактивное равновесие между ураном и радием обычно нарушается в гидроморфных почвах, находящихся в зоне воздействия больших массивов горных пород с повышенным содержанием урана или отвалов урановых руд [28]. В районе расположения монацитового месторождения Васильевка, метаморфические и магматические породы участвующие в геологическом строении территории содержат невысокие концентрации урана.

На основе опережающих данных маршрутных радиометрических измерений и геоморфологических наблюдений местности выбраны наиболее характерные участки поймы и водораздельного склона р. Васильевка для изучения полнопрофильных почв. Почвенные разрезы в ходе полевых работ были заложены в начале сентября 2014 и 2018 гг. в период максимальной мощности сезонно-талого слоя. При этом из девяти изученных разрезов только в профиле верхового торфяника обнаружена многолетняя мерзлота на глубине 65 см. Отбор образцов из почвенных разрезов проводили с учетом мощности их генетических горизонтов до глубины 65 см. В отобранных пробах почв после предварительной пробоподготовки осуществляли γ-спектрометрический анализ на содержание ЕРН с использованием спектрометра ПрогрессΓ (НПП “Доза”, Россия) со сцинтилляционным детектором NaI (TI) при среднеквадратичной ошибке не более 30% [16].

При изучении состава почвенного покрова и свойств почв исследуемого региона применяли общепринятые почвенные методы исследований, такие как сравнительно-географический, сравнительно-аналитический [23] и профильно-генетический [24], а при изучении их физико-химических свойств и гранулометрического состава – известные методы лабораторных работ [1, 4, 12]. При этом обозначение генетических горизонтов почв выполняли в соответствии с принципами [8], а диагностику и классификация почв ‒ согласно [9]. В районе исследования на основании изучения почвенных разрезов, прикопок, рельефа местности, растительности и техногенных элементов ландшафта с использованием аэрокосмического снимка и компьютерной программы Google Earth Pro выделяли почвенные контуры, то есть площади распространения отдельных типов почв или почвенных сочетаний. Выделенные почвенные контуры на территории площади радиометрической съемки затем представлены в виде почвенной карты (рис. 2).

Долина р. Васильевка в геоморфологическом отношении представляет слабоврезанное в рельеф Алданского нагорья корытообразное понижение с пологими прилегающими бортами. В пойме р. Васильевка, вдоль ее русла, формируются аллювиальные слоистые почвы, развитые, главным образом, по бичевникам или песчаным косам, ежегодно заливаемые полыми водами. По более высоким участкам поймы формируются аллювиальные темногумусовые почвы в комплексе с торфянисто-болотными, развитыми под нормальными и заболоченными осоковыми лугами. На нижних склонах бортов долины формируются торфянисто- и торфяно-болотные почвы в комплексе с подбурами сухоторфянистыми, а по повышениям рельефа, на буграх – верховые торфяники. В почвенном покрове средней части долины данной реки абсолютно преобладают подбуры, а в верхней – маломощные подбуры или литоземы, сочетающиеся по микроповышениям рельефа с каменными россыпями (табл. 1).

Физико-химические свойства почв изучаемого района соответствуют их географо-генетическим особенностям, которые определяются влиянием холодного гумидного климата и горно-таежной растительности. Аллювиальные темногумусовые почвы (разр. 1–3) характеризуются, согласно шкале [18], сильнокислой и кислой реакцией среды, большим количеством почвенного органического вещества, содержание С_орг изменяется от 3.6 до 21.9%, повышенные его количества отмечаются в верхней, средней и нижней частях профилей (табл. 2). Также данные почвы отличаются низким содержанием обменных оснований Са²⁺ и Mg²⁺ и легким супесчаным гранулометрическим составом. В то время как гранулометрический состав минерального гор. ВСg, торфяно-болотной почвы разр. 3, согласно градациям Н.А. Качинского (1958), оценивается как легкосуглинистый, а автоморфного подбура типичного разр. 6 – как легко- и среднесуглинистый. Необходимо подчеркнуть, что все изучаемые почвы и минеральные (разр. 1–3, 6 и 8), и органогенные (разр. 4, 5) отличаются сильнокислой и кислой реакцией среды, а также низким содержанием обменных оснований в составе их почвенно-поглощающего комплекса. Особенно примечателен в этом отношении верховой торфяник разр. 5, где значения рНн₂о опускаются до 2.4–2.6. Данный торфяник также отличается низкой зольностью, составляющей 2.4–20.5% и в основном менее 15%. В торфяных горизонтах торфяно-болотной почвы разр. 4 по сравнению с торфяником зольность значительно возрастает, достигая значений 41.8–66.2%. Также в данной почве отмечаются наиболее высокие значения суммы обменных оснований Са²⁺ и Mg²⁺, максимально составляющие 30.0–30.7 смоль(экв)/кг почвы (табл. 2).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Радиогеохимические особенности изученной территории четко отражаются на картах МЭД и содержаний ЕРН (рис. 3). Площади распространения метаморфических пород (кристаллические сланцы, гнейсы) на картах концентраций ²³⁸U и ²³²Th отмечаются относительно невысокими их значениями и соответственно пониженными величинами МЭД (<0.10–0.20 мкЗв/ч). На карте МЭД аномальные участки, разобщенные изолиниями 0.20–0.60 мкЗв/ч и приуроченные к руслу р. Васильевка и руч. Озерный, представляют слабозадернованную наиболее обнаженную часть монацитовой россыпи. На этих участках форма изолиний МЭД хорошо совпадает с формой изолиний ²³²Th, что указывает на ториевую природу аномалий. В районе исследования гранидоиты являются основными источниками монацитовой россыпи и незначительно охвачены радиометрической съемкой только на юго-западной части площади обследования. Данные породы на карте γ-поля выделяются изолиниями более 0.20–0.40 мкЗв/ч. При этом на картах в местах распространения гранидоитов, конфигурация изолиний МЭД очень сопоставима с таковой, характерной для ²³²Th. Техногенная радиоактивная аномалия, обнаруженная в районе расположения обогатительной фабрики, по площади немного расширена из-за прямоугольной сети наблюдения. Здесь на поверхности почвогрунтов зафиксирован самый высокий показатель МЭД γ-излучения – 16.0 мкЗв/ч, превышающий региональный фон (0.23 мкЗв/ч) в 69 раз, который тесно связан с загрязнением промплощадки фабрики шлихами, обогащенные торием. В структуре γ-поля исследованной площади локальные радиоактивные аномалии не находят отображения, а на карте нанесены в виде отдельных точек. Данные радиоактивные аномалии обнаружены в ходе проведения маршрутных радиометрических измерений на промплощадках шахт и в долинно-пойменной части водотоков. Более интенсивные аномалии техногенного происхождения с МЭД 1.7, 5.8, 7.2 и 7.4 мкЗв/ч зафиксированы возле шахт, в пределах небольших участков с площадью около 160–1100 м². Здесь загрязнения почворунтов торием, а также частично и ураном, связаны с первичным обогащением песков. В поймах и на надпойменных террасах р. Васильевка и руч. Озерный участки с МЭД 1.3, 2.1 и 4.2 мкЗв/ч, представляющие аномалии естественного происхождения, приурочены к местам концентрирования монацита в аллювиях [28].

Известно, что среди множества ЕРН, входящих в состав горных пород и почв, по вкладу внешнего фонового облучения доминируют три группы γ-излучателей: ⁴⁰K, члены уранового и ториевого рядов. В условиях радиоактивного равновесия всех дочерних продуктов в этих рядах их вклады составляют 35, 25 и 40% от общего излучения соответственно [26]. Однако это соотношение может существенно изменяться в зависимости от конкретной почвенно-геохимической обстановки территории. Расчеты, выполненные с использованием дозовых эквивалентов ⁴⁰K, ²³⁸U и ²³²Th, приведенные в работе [35], и концентраций данных элементов в почвах показывают, что на изученной площади величину МЭД в основном формируют γ-излучения тория, в среднем – 72%. На долю γ-излучений калия и урана приходится 20 и 8% соответственно от величины общей мощности дозы излучения. При этом величины коэффициентов корреляции между концентрациями ²³²Th, ⁴⁰K, ²³⁸U в почвах и МЭД γ-излучения составляют 0.96, 0.63, 0.26 соответственно при уровне значимости 0.01 (n = 156). На обследованной площади между ЕРН получены следующие значения коэффициентов корреляции (r): Th : K 0.51, U : K 0.28 и Th : U 0.17. Все эти коэффициенты статистически достоверны при уровне значимости 0.05 и 0.01 (n = 156). Сложившаяся на исследованной территории радиогеохимическая обстановка хорошо отображается на картах радиометрической съемки. Форма изолиний МЭД γ-излучения на карте γ-поля очень близка к форме изолиний концентраций тория. В то же время конфигурация изолиний концентраций калия и урана на картах, менее схожа с таковой МЭД.

В техногенных аномалиях, приуроченных к территориям промплощадок шахт и фабрики, концентрация тория в почвогрунтах составляет 604–6300 мг/кг. Такое содержание тория в почворунтах при пересчете в единицах активности соответствуют 2334–25389 Бк/кг, что существенно больше, чем его минимально значимая активность (1000 Бк/кг). На этом основании данные загрязненные почвогрунты по активности тория относятся к радиоактивным отходам. Согласно ОСПОРБ 99/2010 [20], к радиоактивным отходам относятся не предназначенные для дальнейшего использования вещества в любом агрегатном состоянии, в которых сумма отношений удельных активностей радионуклидов к их минимально значимой удельной активности превышает 1. Как известно для природного тория (²³²Th) в условиях радиоактивного равновесия со всеми продуктами распада его минимально значимой удельной активности равна 1000 Бк/кг, то есть 248 мг/кг или 248 г/т [19].

На площади радиометрической съемки по данным γ-спектрометрических измерений и с привязкой к ранее составленной почвенной карте представлены значения МЭД и концентрации ЕРН для разных типов почв.

На площади съемки по данным радиометрических измерений и с привязкой к ранее составленной почвенной карте представлены значения МЭД и концентрации ЕРН для разных типов почв. При мощности дозы γ-излучения на поверхности почв 0.04–0.60 мкЗв/ч, содержание ⁴⁰K в них изменяется от 0.2 до 5.8, ²³⁸U от 0.4 до 6.1, а ²³²Th от 0.6 до 208 мг/кг. В целом в изученных почвах концентрации ЕРН варьируют в пределах одного–двух порядков величин. Такой широкий диапазон изменения содержаний ЕРН в почвах связан в основном с радиогеохимическими особенностями состава почвообразующих пород и с генезисом почв и ландшафтно-геокриологическими условиями территории. Поэтому не случайно органогенным почвам, развивающимся на заболоченных участках (торфяно-болотная) и на буграх мерзлотного пучения (торфяник верховой), свойственна наименьшая радиоактивность, а для минеральных каменистых почв (аллювиальные, подбуры) поймы, надпойменной террасы и водораздела – наибольшая. Нужно подчеркнуть, что при избыточной влажности почв вода выступает как неактивный наполнитель почвенной среды, что в результате приводит к уменьшению величины МЭД их поверхности. На исследованной части территории монацитовой россыпи Васильевка среднее содержание ⁴⁰K в почвах составляет 1.9, ²³⁸U – 1.6, а ²³²Th – 28.0 мг/кг. Отметим, что по данным в 2013 г. в мерзлотных почвах Якутии, формирующихся на суглинистых и песчаных отложениях разного происхождения, нормальные природные концентрации ⁴⁰K в среднем составляли 1.8, ²³⁸U – 1.7 и ²³²Th – 7.0 мг/кг [27]. Из этих данных следует, что в почвах на обследованном участке россыпи среднее содержание калия и урана сопоставимо с их фоновыми содержаниями в почвах Якутии. В то же время средняя концентрация тория в почвах в 4 раза превышает его средний нормальный фоновый уровень, что однозначно подтверждает ториевую почвенно-геохимическую специализацию исследуемой территории.

Величину эффективной удельной активности радионуклидов (А_эф) находили расчетным путем по формуле [19]:

где А_Ra и А_Th – удельные активности ²²⁶Ra и ²³²Th, находящихся в равновесии с остальными членами уранового и ториевого рядов, А_К – удельная активность ⁴⁰K (Бк/кг). В изученных почвах величина А_эф варьирует в пределах 20–1106 Бк/кг (табл. 3). Наибольшее значения А_эф характерны для минеральных почв. На обследованной территории органогенные почвы и некоторая часть слаборадиоактивных минеральных почв попадают в первую категорию (<370 Бк/кг) строительных материалов, для которых нет ограничений при использовании в строительных работах. В большинстве минеральные почвы по величине А_эф попадают во второй и третий классы строительных материалов (371–1500 Бк/кг), которые можно использовать в строительном производстве. В аномальных точках, приуроченных к поймам р. Васильевка и руч. Озерный, величина А_эф в аллювиальных песках составляет 1660–5972 Бк/кг. Как известно материалы с эффективной удельной активностью выше 4000 Бк/кг не должны использоваться в строительстве. Для сравнения отметим, что в аллювиальных песках аномально высокие концентрации тория в единицах активности составляют 1277–4594 Бк/кг и в среднем на два порядка превышают его средние показатели в донных отложениях рек (6.9–409.0 Бк/кг) в некоторых странах мира (Испания, Португалия, Малайзия и др.) [30]. Это указывает на высокую потенциальную радиационную опасность обогащенных торием аллювиальных песков для населения в случае использования их в строительстве. В работе [29] показано, что в районе расположения данной россыпи концентрации ЕРН, особенно тория в рыхлых горных породах (пески, валуны и др.) и почвах, варьируют в широком диапазоне. Отметим, что на Алданском нагорье, кроме монацитовой россыпи Васильевка, известны и другие месторождения (Керакское, Николкинское, Михайловское, Малолеглиерское, Малонимнырское и др.) [6, 21]. Все они расположены по долинам водотоков (реки, ручьи) вблизи массивов гранитоидных пород кристаллического фундамента Сибирской платформы и в радиоэкологическом плане не исследованы. Из-за отсутствия данных о радиоактивности монацитовых месторождений Алданского нагорья, высокорадиоактивные аллювиальные пески россыпей при их бесконтрольном использовании могут применяться при проведении строительных работ в населенных пунктах. Так случилось в г. Алдане в Алданском районе Республики Саха (Якутия), когда песок, добытый из местного карьера, был использован при внутреннем оштукатуривании жилых домов, что привело к увеличению радиационного фона помещений, и соответственно способствовало дополнительному облучению людей [25].

Характер вертикального распределения ЕРН по профилю почв сложный. В аллювиальных почвах высокой поймы реки на фоне равномерного распределения ЕРН по глубине, хорошо проявляется техногенная гидрогенная аккумуляция тория, частично и урана в верхних горизонтах почв (табл. 4, разр. 2 и 3). В начале разработки месторождения, после перекрытия русел реки и ручья, вода была спущена по искусственно созданным водоотводным каналам. После такого технического мероприятия на надпойменной террасе бульдозерами велись вскрышные работы по снятию верхнего почвенно-растительного слоя вместе с материнскими породами и складированием их в отвалы вдоль береговой зоны. После остановки добычи монацита из россыпи в результате естественного восстановления русел водотоков начался смыв мелкозема отвалов с весенними и летне-осенними паводковыми водами. В настоящее время в береговой зоне отвалы в большинстве сохранились, но некоторую часть из них почти полностью смыло. В породах отвалов содержание ²³²Th и ²³⁸U изменяется в широком диапазоне 42–189 и 0.5–30 мг/кг соответственно. При этом обнаруженные уровни концентрации радионуклидов в отвалах, превышают средние местные фоновые значения в почвах в 18 раз. Отложения на поверхности почв песчано-илистого материала с повышенной концентрацией тория и урана происходило во время затопления высокой поймы паводковыми водами. Это привело к увеличению средних концентраций ²³²Th и ²³⁸U в почвах. В аллювиальных почвах (разр. 2 и 3), приуроченных к полигону открытой разработки, среднее содержание ²³²Th и ²³⁸U в 1.5–2.7 раза больше, чем в аллювиальной почве разр. 1 высокой поймы, расположенной выше от места разработки месторождения. В торфяно-болотной почве, сформировавшейся на песчано-щебнистых склоновых отложениях продуктов выветривания горных пород, на фоне неравномерного вертикального распределения ЕРН по профилю отмечается тенденция увеличения их концентрации с глубиной. При этом обнаруженное в почвообразующей породе наибольшее содержание ЕРН на глубине 35–58 см по уровню близко к таковому гранитоидных пород, залегающих в верхней части водораздела. Данная торфяно-болотная почва находится у подножья водораздельного склона и периодически затопляется склоновыми водами после длительных дождей и во время весеннего снеготаяния. Особенности вертикального распределения ЕРН в профиле торфяно-болотной почвы можно объяснить следующими обстоятельствами: во-первых, при фильтрации склоновых вод через почву их механические примеси, содержащие ЕРН задерживаются торфяным горизонтом; во-вторых, в процессе эволюции почвы из-за слабого накопления растениями торфообразователями (осоки, злаки и пушицы) ЕРН, верхняя часть почвы разбавляется слаборадиоактивными органическими веществами. В торфянике, формирующемся на вершине бугра мерзлотного пучения, в верхних горизонтах ЕРН не обнаружены, то есть их концентрации оказались меньше существующего предела обнаружения лабораторного γ-спектрометрического метода (разр. 5). Относительно невысокие по уровню содержания ЕРН зафиксированы в торфяных горизонтах в интервале глубин 20–65 см. Изученный торфяной бугор пучения высотой примерно 3 м и диаметром у основания 50–60 м расположен на водораздельном склоне. Здесь на вершине бугра торфяник имеет исключительно атмосферный тип водного питания, а поступления ЕРН с поверхностным стоком не происходит. На территории Южной Якутии торфяные бугры проходят длительный эволюционный путь: активный рост, устойчивое функционирование и деградацию. Возраст таких бугров мерзлотного пучения по данным радиоуглеродного метода может составлять 2170–10 750 лет [3]. В процессе развития верхового торфяника подстилаемая каменистая почвообразующая порода со временем оказывается глубоко от поверхности в связи с нарастанием над ней мощного торфяного горизонта. При этом некоторая часть торфа и почвообразующей породы переходит в многолетнемерзлое состояние. Видимо, это происходило когда-то с изученным верховым торфяником, который в настоящее время в торфяном горизонте на глубине 65 см содержит многолетнюю мерзлоту. Из-за такой криогенной обстановки на бугре мерзлотного пучения полнопрофильный разрез заложить не удалось. По данным буровых работ геокриологов известно, что мощность торфа на буграх мерзлотного пучения в Южной Якутии может достигать до 1–3 м [3]. Бугры пучения, расположенные на одной той же территории, могут находиться на разной стадии развития и соответственно могут иметь различную мощность торфа. На наиболее зрелых и недеградированных буграх пучения наличие слаборадиоактивного мощного торфяного горизонта над почвообразующей породой приводит к уменьшению радиационного фона на их поверхности. Так, в верховом торфянике величина мощности эквивалентной дозы γ-излучения на поверхности составляла всего 0.07 мкЗв/ч. В то же время в торфяных буграх пучения с близким залеганием к поверхности каменистых почвообразующих пород мощность дозы достигала 0.14 мкЗв/ч.

В профиле подбура типичного, сформировавшего на водораздельном склоне, содержание ⁴⁰K, ²³⁸U и ²³²Тh с глубиной постепенно увеличивается. При этом наблюдается резкое уменьшение концентраций ЕРН в подстилке, состоящей преимущественно из лишайников, указывающее на слабое биогенное накопление. Здесь важную роль в распределении ЕРН по профилю почвы, видимо, играют гетерогенный состав почвообразующих пород и промывной водный режим, способствующий выщелачиванию из верхних горизонтов в нижние мелкодисперсные частицы, содержащих радионуклиды.

В зоне аэротехногенного загрязнения повышенная концентрация ²³²Тh в почвенном профиле подбура обнаруживается в верхнем гумусово-аккумулятивном и органо-минеральном горизонтах почвы (рис. 4, разр. 7, 8, 9) на расстоянии 365 м от отвала радиоактивных песков по розе ветров. При увеличении расстояния от источника загрязнения в верхнем слое 0–18 см почв содержание тория уменьшается по сравнению с фоновым значением в 1.2–24 раза. Отвал песков возле обогатительной фабрики появился в 1949–1952 гг. во время разработки месторождения, после их первичного обогащения на промплощадках шахт. В настоящее время незаросшая часть отвала по длине составляет около 70 м и ширине 10–20 м. В отвале содержание урана изменяется в пределах 2.3–34.0, а тория 228–1200 мг/кг. При этом концентрация тория в песках в среднем в 61 раз больше, чем урана, поэтому в составе аэротехногенных выпадений вокруг отвала явно преобладает торий. Вследствие этого аэральное загрязнения почв ураном по направлению ветра от источника фиксируется только на расстоянии в пределах 100 м.

Проведен корреляционный анализ для оценки связи между почвенными параметрами (${\text{p}}{{{\text{H}}}_{{{{{\text{H}}}_{2}}{\text{O}}}}}$, С_орг, сумма поглощенных оснований, содержание физической глины и ила) и содержанием ⁴⁰K, ²³⁸U и ²³²Th в почвах, корреляционные связи оказались неустойчивыми. Вероятно, на взаимные корреляции ⁴⁰K, ²³⁸U и ²³²Th в изученных типах почв кроме состава почвообразующих пород существенно влияют химические свойства элементов, почвообразовательные процессы, гидрогенное и аэротехногенное воздействия. Так, на водораздельном склоне на наветренной стороне от отвала радиоактивных песков в подбуре типичном (разр. 6) существует тесная связь между концентрацией ⁴⁰K, ²³⁸U и ²³²Th. В этом же типе почвы (разр. 8), находящейся на подветренной стороне от отвала, взаимная связь проявляется только между ⁴⁰K и ²³⁸U. В аллювиальных почвах (разр. 2 и 3), приуроченных к территории полигона открытой разработки месторождения, корреляционные связи между ⁴⁰K, ²³⁸U и ²³²Th обнаруживаются, а вне зоны полигона не выявляются (разр. 1). Прямая статистически достоверная зависимость между концентрацией ЕРН и некоторыми почвенными параметрами (сумма поглощенных оснований, содержание физической глины) выявлена только в профиле торфяно-болотной почвы (разр. 4) и подбура типичного (разр. 6). В других случаях обнаруженные корреляционные зависимости оказались статистически не достоверными.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В районе расположения монацитовой россыпи Васильевка на территории Южной Якутии естественный радиационный фон на поверхности почв изменяется в широком диапазоне от 0.04 до 0.50 мкЗв/ч и более. На обследованной территории из-за слабой развитости почв и их значительной каменистости основную величину МЭД γ-излучения на поверхности создают камни (глыбы, щебень и др.) с песчано-суглинистым заполнителем. Поэтому радиоактивность почв четко зависит от особенностей геологического строения территории, которая хорошо отображается на картах мощности дозы и концентраций ЕРН. Наибольшая радиоактивность свойственна минеральным почвам (аллювиальным, подбурам), сформировавшихся в рыхлых продуктах выветривания гранитизированных пород водораздела и монацитоносных аллювиальных отложениях долины р. Васильевка. При этом повышенную радиоактивность почв, как правило, создает торий. Поэтому конфигурация изолиний МЭД γ-излучений на радиометрической карте максимально схожа с изолиниями концентраций тория. Для водораздельных участков, сложенных кристаллическими сланцами и гнейсами, характерна относительно низкая радиоактивность почв (торфяно-болотная, торфяник верховой). Наличие на таких участках островной многолетней мерзлоты способствует заболачиванию местности и накоплению верхового торфа на буграх мерзлотного пучения. Все это приводит к снижению величины МЭД γ-излучения на поверхности почв. В изученных почвах на территории монацитовой россыпи средние концентрации ⁴⁰K и ²³⁸U соответствуют их фоновым значениям, характерным для почв Якутии, а среднее содержание ²³²Th превышает его фоновый уровень в 4 раза. На содержание и распределение ЕРН в почвах существенно влияют неоднородности состава почвообразующих пород, унаследованные от исходных коренных материнских горных пород, почвообразовательные процессы, аэротехногенное и гидрогенное воздействия. Радионуклиды ⁴⁰K, ²³⁸U и ²³²Th в зависимости от совместного влияния этих факторов в почвах распределяются по аккумулятивно-элювиальному, аккумулятивно-элювиально-иллювиальному, элювиально-иллювиальному, равномерному и неравномерному типам. По величине А_эф изученные почвы района можно отнести к первому, второму и третьему классам строительных материалов. Высокие значения А_эф в песчаных аллювиальных отложениях р. Васильевка и руч. Озерный ограничивают их применение в строительных работах. На отдельных участках промплощадок шахт и фабрики в почвогрунтах и монацитоносном песчаном отвале величины удельной активности ²³²Th соответствуют радиоактивным отходам. При этом максимальное значение МЭД γ-излучения на поверхности почвогрунтов 16.0 мкЗв/ч, превышающее в 69 раз фоновый уровень, отмечается там, где были рассыпаны высокорадиоактивные шлихи. В целом полевая радиометрическая съемка дает вполне адекватное представление о площадном распределении общей радиоактивности и содержаний ЕРН в почвенном покрове монацитовой россыпи, который вскрывает связи между радиоактивностью почв и радиогеохимическими и ландшафтно-геокриологическими особенностями территории.