Содержание и изотопный состав урана в минеральной воде "ессентуки № 17"

Ширяева Ю.В.

Санкт-Петербургский государственный университет,

Санкт-Петербург, Россия.

Студент V курса.

gwettarrin@rambler.ru

Научный руководитель: Пучкова Е.В.

Различное химическое поведение материнского (²³⁸U) и дочернего (²³⁴U) изотопов при инконгруентном растворении урансодержащих горных пород природными водами приводит к обогащению вод минеральных источников радиогенным изотопом ²³⁴U. Например, известно [1], что отношение активностей изотопов (Бк/Бк) в минеральной воде «Нарзан» составляет 1,4 – 1,6. Для воды «Джермук» это отношение находится в пределах 1,51 – 1,68, для источника «Арзни» повышается до 1,85-2,44. Что касается минеральных вод «Ессентуки», то, несмотря на более чем полуторавековую историю их использования, в литературе практически отсутствуют данные о величинах AR.

Целью представляемой работы являлось исследование содержания и изотопных характеристик урана в минеральной воде «Ессентуки № 17», отобранной из скважины № 47 Нагутского месторождения.

Исследованию подвергались образцы минеральной воды различных производителей, представленных в торговой сети Санкт-Петербурга. Выбор данной марки обусловлен наличием наибольшего числа производителей, достигающего, по разным сведениям, 13 и даже 27. Информация об исследованных образцах представлена в таблице.

Таблица Сведения об исследованных образцах минеральной воды «Ессентуки № 17»

Шифр образца	Производитель	Минерализация, г/л	Концентрация 238U, мкг/л	AR	Примечание
1а	ООО Универсальный завод розлива минеральной воды «АКВА-ВАЙТ»	10	0,040,01	1,120,08	Дата розлива 15.08.2011 г.
1б			0,240,05	1,020,03	Дата розлива 20.10. - 11.11.2011 г.
2	Vita	-	< МДА	-
3	ООО «Ессентукский завод минеральн ых вод на КМВ»	10,9	< МДА	-
4	ООО «Кавказская здравница»	12,5	0,080,02	1,050,14
5	ЗАО «КМВ-Пластик»	10,8 и 11,9	0,100,02	1,190,17
6	ООО «Элита-Минерал групп»	7 и 8,9	0,420,08	1,130,09

Для выделения урана была разработана методика, включающая основные принципы радиохимического анализа объектов естественного происхождения. Пробу воды объемом 6 л подкисляли концентрированной азотной кислотой, вводили изотопную метку ²³²U (для определения химического выхода) и кипятили в течение 10-15 минут для разрушения карбонатов. Изотопы урана концентрировали на неспецифическом носителе Fe(OH)₃, который осаждали безугольным аммиаком. Выделение урана выполняли методами радиохимического анализа. Концентрацию ²³⁸U и величину AR определяли методом альфа-спектрометрии. Химические выходы составляли 30-60%. Для определения минерализации воды 1 л пробы упаривали до сухого солевого остатка.

Обнаружено, что показатели минерализации большинства проб соответствуют диапазону значений, заявленному производителями. Исключением являются образцы производителя № 6. Масса солевого остатка в одном образце составила 7 г/л, в другом – 8,9 г/л при заявленном диапазоне значений 9,2 – 13,0 г/л.

Значения AR в образцах лежат в интервале 1.00 – 1.09, что незначимо отличается от равновесной величины.

Концентрации ²³⁸U варьируют в очень широком диапазоне: от фоновых значений в образцах № 2 и № 3 до 0,42 мкг/л в образце № 6. При этом следует отметить, что максимальная концентрация урана обнаружена в образце с наименьшей минерализацией. В образцах № 1а и № 1б концентрации ²³⁸U различаются в 6 раз, несмотря на то, что единственным различием образцов является дата розлива из скважины.

Таким образом, при одинаковом химическом составе минеральной воды «Ессентуки № 17», заявленном производителями, содержание микрокомпонента ²³⁸U различается на порядок (образцы 1а и 6). Этот факт позволяет сделать вывод о том, что минерализация ряда образцов имеет не природное происхождение.

Литература:

[1] Чалов, П.И. Изотопное фракционирование природного урана. − Фрунзе: Илим, 1975, 150 c.