A review of the behaviour of U-238 series radionuclides in soils and plants

Abstract

The U-238 series of radionuclides is of relevance in a variety of environmental contexts ranging from the remediation of former uranium mining and milling facilities to the deep geological disposal of solid radioactive wastes. Herein, we review what is known concerning the behaviour of radionuclides from the U-238 decay chain in soils and plants. This review is intended to provide a single comprehensive source of information to anyone involved in undertaking environmental impact assessment studies relating to this decay chain. Conclusions are drawn relating to values and ranges of distribution coefficients appropriate to uranium, thorium, radium, lead and polonium in different soil types and under various environmental conditions. Similarly, conclusions are drawn relating to plant:soil concentration ratios for these elements for different plant and soil types, and consideration is given to the distribution of these elements within plants following both root uptake and foliar application.

Irrigation Water Quality—A Contemporary Perspective

“…In their recent study, Wang et al [191] found that volatile organic compounds released by plant growth-promoting rhizobacteria increases both selenium and iron uptake. Uranium is another geogenic, potentially toxic contaminant [192] and studies in nutrient culture show its uptake by crops [193,194]. Several studies confirmed that irrigation water contaminated with uranium has an impact on crop quality though less to soil contamination by uranium [195][196][197].…”

Investigation into the Transport of 238U-series Radionuclides in Soils to Plants

“…However, there is only a limited literature on such upward transport. Furthermore, information on the sorption of these radionuclides to soils and their availability for plant uptake has recently been reviewed (Mitchell et al, 2013), providing an updated source of information relevant to modelling the transport and uptake of U-series radionuclides. Also in a previous paper (Pérez-Sánchez and Thorne, 2014); a mathematical model for the behaviour of 238 U-series in soils and plants was described for dose assessment.…”

Disponibilidade de 238U e 232Th na utilização de fosfogesso na agricultura

“…Na argila, esses radionuclídeos podem adsorver por troca iônica em sua superfície, ou por formação de complexos firmemente aderidos. Já os compostos orgânicos atuam como coletores naturais de elementos radioativos; mas também podem formar complexos orgânicos ou coloides, aumentando a sua mobilidade (Rachkova et al, 2010;Mitchell et al, 2013;Peixoto, 2013). Embora os teores de matéria orgânica nos solos amostrados sejam aproximados (13 e 10 g dm -3 para os solos arenoso e argiloso respectivamente), o teor de argila do solo argiloso é quase quatro vezes maior que do solo arenoso, e contribui para a maior concentração dos radionuclídeos.…”

“…Além disso, a adsorção de radionuclídeos em solos ácidos está diretamente relacionada com sua capacidade de troca catiônica (Rachkova et al, 2010) águas naturais é muito baixa, sendo que até 90% desta concentração está associada com a fase coloidal em suspensão, e tem relação direta com a presença de substâncias orgânicas no solo (Rachkova et al, 2010;Mitchell et al, 2013). Ao contrário do tório, o urânio possui duas formas iônicas principais: além da +4 uma outra +6.…”

“…Já o urânio (VI) ou UO 2 2+ é um íon que geralmente tem maior solubilidade em água e que pode separar do tório. Sua ocorrência é mais comum sob condições oxidativas, mas a mobilidade depende também da formação de complexos com ligantes orgânicos ou inorgânicos dissolvidos (Rachkova et al, 2010;Vodyanitskii, 2011;Mitchell et al, 2013). Em solos com pH entre 4 e 6 com baixas concentrações de carbonatos, o urânio é encontrado principalmente na forma hidrolisada e bem absorvida de uranila, e desta forma a migração para a água é insignificante (Mitchell et al, 2013).…”