В настоящее время в Институте радиационной безопасности и экологии НЯЦ РК проводятся лабораторные исследования по изучению возможности управления миграцией радионуклидов в почве с помощью интерполимерных комплексов. В процессе изучения структурирующей и агрегирующей способностей интерполимерных комплексов было установлено, что в случае фракции, размер которых меньше 0,75 мм после заливки полимеров образуется плотная корка (агрегация), толщина которой равна глубине проникновения полимера в пробу. Для фракции, размер которых равен или больше 1 мм отмечается слипание почвенных частиц, в результате чего образуются частицы более крупных фракции, размером до 5 мм (структурирование).

Предварительное опробование гелей полиакриловой кислоты и поливинилового эфира этиленгликоля в полевых условиях на площадке «Опытное поле» показало перспективность их использования для управления процессами миграции радионуклидов в окружающей среде. Различие радиационных параметров на опытных площадках до и после обработки полимерами составляет до нескольких десятков раз. Так, на одной из 16-ти площадок, обработанный комплексом полиакриловая кислота - поливиниловый эфир этиленгликоля, до заливки полимеров наблюдалось 30 β-част/см2*мин, а после обработки уже – 420 β-част/см2*мин.

Особый интерес представляют ИПК с участием нового полимерного бетаина ЭАК/АК, свойства которых изучены в растворах.

Для предотвращения ветровой и водной эрозии радиационно зараженных почв бывшего СИП также были использованы интерполимерные комплексы с участием полиамфолита ЭАК АК – ЭАК АК–ПЭГ и ЭАК/АКПДМДААХ и их индивидуальные компоненты – ЭАК АК, ПДМДААХ и ПЭГ.

Определены оптимальные условия обработки подготовленной для анализа почвы растворами полимеров и их комплексов:

1) концентрации растворов полимеров и их комплексов;

2) метод обработки почвы (разбрызгивание или залив);

3) соотношение полимерных компонентов в комплексах:

4) рН растворов поликомплексов;

5) последовательность обработки почвы растворами индивидуальных полимеров или готового комплекса.

Полученные результаты суммировались следующим образом:

1. Индивидуальные полимеры (ПЭГ, ПДМДААХ и ЭАК/АК) как и комплексы ЭАК АК-ПЭГ и ЭАК АК-ПДМДААХ обнаруживают структурирующий эффект. Так, при обработке почвы раствором полиамфолита ЭАК АК наблюдается увеличение фракции с содержанием частиц диаметром >0,25 мм от 37,3% (контроль) до 51,3%. Заметно увеличение и других фракции (10 мм – до 5,2%, 7мм – до 4,7%, 5 мм – до 1,7% 2 и 1 мм – до 0,3% и 2,7% соответственно), что свидетельствует об агрегировании частиц. Но наилучшие результаты получены при использовании стехиометрического комплекса ЭАК АК: ПЭГ =1:1 при концентрации раствора С=10-2 моль/л, рН=3,0 и методе залива. Наблюдается увеличение фракции с содержанием частиц диаметром >0,25 мм от 37,3% (контроль) до 70,0% (разбрызгивание) и 83,9% (залив).

2. Обработку почвы следует производить раствором готового полимерного комплекса, а не последовательной обработкой почвы раствором сначала одного, а затем второго.

3. Наилучшие результаты получены при использовании метода залива.

4. Лучшие результаты получены при обработке почвы раствором комплекса ЭАК АК-ПЭГ=1:1 при рН=3,0, что очевидно, связано с подавлением диссоциации карбоксильных групп и образованием более устойчивого комплекса. Исследования проводились при разных значениях рН (8,0; 6,0; 4,0; и 3,0).

Аналогичные исследования были проведены и при использовании интерполимерных комплексов ЭАК АК-ПДМДААХ в качестве структурирующих агентов.

Авторы, предполагают, что структурирующий эффект полимерных комплексов связан с тем, что при обработке верхнего слоя почвы, находящегося в воздушно-сухом состоянии, различные участки поликомплекса (гидрофобные и гидрофильные) имеют большое сродство к гидрофобным, положительно и отрицательно заряженным участкам почвенных частиц. Таким образом, структура поликомплекса предопределяет наибольшее слипание почвенных частиц, на поверхности которых образуется тонкая пленка интерполимерного комплекса.