Из только что сказанного о влиянии щелочно-кислотных условий среды и концентрации элементов на их подвижность в системе почва — раствор выяснилось, что железо в широкой области pH образует в растворе плохо сорбируемые почвой коллоиды.
Наличие в природных водах и почвенных растворах таких коллоидов железа может влиять на миграционную способность других химических элементов, особенно тех, которые присутствуют в растворе в микроконцентрациях. Это влияние может проявиться, например, в том, что в процессе коллоидообразования микрокомпонент будет соосаждаться или адсорбироваться на коллоидных частицах макрокомпонентов с близкими химическими свойствами. Тогда поведение микрокомпонента, закрепленного на коллоидной частице, будет определяться не только собственными химическими свойствами, но и свойствами макрокомпонента. Подвижность микрокомпонента в системе почва — раствор может определяться также конкурентными взаимоотношениями с соответствующими макроэлементами — химическими аналогами.
Такими макрокомпонентами для кобальта, иттрия и церия являются железо и алюминий, а для стронция и цезия, соответственно, кальций и калий. Основанием к этому служит, во-первых, определенная общность химических свойств между соответствующими элементами, а во-вторых, концентрации миграционно-способных железа, алюминия, кальция и калия в почвах и природных водах всегда на несколько порядков величин выше концентрации в них кобальта, стронция, иттрия, цезия и церия.
Проведенные в нашей лаборатории опыты показали, что присутствие в растворе стабильных изотопов железа и алюминия заметно снижает сорбцию в почве радиоизотопов кобальта, иттрия и церия.
В опытах с кобальтом-60 это снижение происходит при pH 9—10, т. е. при таких щелочно-кислотных условиях, когда кобальт, а также железо и алюминий находятся в растворе в коллоидной форме. При этом наименьшая сорбция радиоизотопа в почве отмечается при высоких концентрациях макрокомпонента в растворе.
Снижение поглощения радиоизотопов иттрия и церия почвой также проявляется сильнее при более высоких концентрациях железа. Причем, максимальное снижение поглощения иттрия происходит в слабокислых и нейтральных растворах, а церия — в нейтральных и слабощелочных.
В присутствии алюминия отмеченный характер сорбции иттрия и церия сохраняется, но снижение их поглощения почвой выражено не столь четко, как это наблюдается в опытах с железом.
Поглощение почвой стронция-90 находится в обратной зависимости от концентрации в растворе его химического аналога — кальция, а поглощение цезия-137 — от его аналога — калия.
Итак, при определенных щелочно-кислотных условиях среды присутствие в растворе железа и алюминия значительно изменяет подвижность радиоизотопов кобальта, иттрия и церия в системе почва — раствор. Механизм этого явления, по-видимому, связан с процессами соосаждения и адсорбции микроколичеств радиоизотопов с образующимися при этих условиях коллоидами железа и алюминия. Снижение сорбции стронция-90 и цезия-137 в присутствии, соответственно, катионов кальция и калия вероятнее всего связано конкурентными взаимоотношениями между элементами-аналогами.