Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Особенности ведения лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения

ВАК РФ 06.03.03, Лесоведение и лесоводство, лесные пожары и борьба с ними

Автореферат диссертации по теме "Особенности ведения лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения"

УКРАИНСКАЯ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ЛЕС 0Х03ЯЙСТВЕННЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

х

На правах рукописи УДК 630 425

КАЛЕТНИК НИКОЛАЙ НИКОЛАЕВИЧ

Особенности ведения лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения

Специальность 06.03.03.-"Лесоведение и лесоводство;

лесные пожары и борьба с ними"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук.

Киев- 1991 г

Работа экло.тнека so ЗН1СГ химизации лесного хозяйства Гэс:-:о:.;:еса СССР.

Научны:: руководитель: доктор сельскохозяйственных на;/:--, профессор ".!уха: :едщин

С-тндпзльные одпокенты:дсктор сельскохозяйственных наук, ведудий научный сотрудник Поляков А.г.

кандидат сельскохозяйственных наук, старит.;": научный сотрудник Козьяков A.C.

Ведущее учре:-;денне: Министерство Украины по делаг.: аапк-ты населения от последствий аварии йа' Чернобыльской АсС

Еадита диссертации состоится 26 ноября Is'-I года е 15 ч.20г:ия. в аудитории 94 на заседании специализированного совета ,1,-1207102

адрес:252041, Киев, Голосеево 41, УСУА, лесохозяйственный факультет.

С диссертацией мокко ознакомиться в библиотеке академии.

Автореферат разослан -26 октября 1991 года.

Приглашаем Вас принять участие в обсукдении диссертации на заседании специализированного совета лесохозяйственного факультета, а отзывы на автореферат в двух экземплярах, завеоен-ные печатью, просим направлять по адресу:252041, Киев, Голосеево 41, УСХА, лесохозяйственный факультет, Ученый Совет.

Ученый секретарь специализированного Совета

Пилипенко А.И

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность темы. Аварийными выбросами Чернобыльской АЭС загрязнено около 2 млн.га лесов Украины, основные площади которых сосредоточены в Украинском Полесье.

Загрязнение лесных массивов поставило перед лесным хозяйством республики ряд серьезных экономических, экологических и социальных проблем. Среди них: оценка лесов как фактора защиты территории.от радиоактивного загрязнения; разработка рекомендаций ведения лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения, защита работников леса от радиоактивного облучения; борьба с лесными пожарами, вредителями, болезнями леса и др.

Опыта реиения этих проблем ни в отечественной, ни в мировой лесохозяйственной практике не существует.

Первоочередной задачей в этой цепи проблем являлось определение радиационной обстановки в лесах.

Другой комплекс проблем - это возможность и целесообраз -ность использования всех ресурсов леса на территории с различной плотностью загрязнения почвы цезием

Установлено, что общий экономический ущерб в результате загрязнения лесов гослесфонда в 198Я году составил 100 млн, руб. Ежегодно в результате сокращения объемов основного и побочного пользования лесом убытки по Минлесхозу Украины составляют II млн.руб. Затраты на охрану лесов от пожаров, защиту от вредителей и болезней только в 30-ти км зоне ЧАЭС составляют 3 млн. руб. в год.

По данным первого радиационного обследования с самого начала после аварии стало очевидным, что в условиях радиоактивного загрязнения вести хозяйство традиционным способом невозможно.

Ведение лесного хозяйства на загрязненных территориях - проблема актуальная, долговременная и для ее решения требуются глубокие научные исследования.

Цель исследований:Изучение особенностей радиоактивного загрязнения лесов Украинского Полесья, определение параметров накопления радионуклидов в различных компонентах леса и на их основе разработка рекомендаций по ведению лесного хозяйства в зависимости от плотности загрязнения цезием

Методическое обеспечение радиационного картирования лесов.

Научная новизна. В условиях Украинского Полесья изучены особенности пространственного радиоактивного загрязнения лесов аварийными выбросами Чернобыльской АЭС, определены параметры накопления радионуклидов в древесине, пищевых, кормовых и лекарственных ресурсах леса. Разработаны рекомендации по ведению лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения в лесах Украинского Полесья.

Обоснованность выводов и рекомендаций обеспечивается массовостью данных гамма-спектрометрических анализов проб различных лесных ценозов, обширностью замеров мощности экспозиционной дозы /МЗДУ гамма-излучения и определения плотности радиоактивного загрязнения почвы в лесных насаждениях различных типов, широким использованием методов корреляционного и регрессионного анализов при математической обработке данных анализов.

Апробация работы.Основные положения и результаты исследований диссертационной работы доложены, обсуждены и получили положительную оценку на научной конференции по результатам исследований экологических последствий аварии на ЧА.ЭС /Обнинск, 1988г./; первой научно-технической конференции по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС /Чернобыль, 1988г./; научно-техническом Совете ПО "Комбинат" /г.Чернобыль, 1989г./; Всесоюзной научно-практической конференции "Основы организации и ведения лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения"/?«Гомель, 1990г./; Всесоюзном научно-техническом совещании по основным результатам ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС /итоги 4-х летней работы/ /г.Чернобыль, 1990г./; научно-практической конференции Украинской сельскохозяйственной академии /г.Киев, 1990г./; Международной конференции "Биологические и радиоэкологические аспекты последствий аварии на Чернобыльской АЭС /Зеленый Мыс, 1990г./; Всесоюзной конференции "Экологические проблемы охраны живой природы" /г.Москва, 1990г./; Ученом Совете ВНИИХ лесхоза,/г.Ивантеевка, 1991г./.

Публикация работы.По материалам диссертации опубликовано 19 научных работ. Кроме того, результаты исследований изложены в 3 итоговых научных отчетах.

Объем и структура, диссертации. Диссертационная работа изложена на 246 страницах машинописного текста, иллюстрирована рисунками, состоит из введения, пяти глав и рекомендаций производству. Список использованной литературы состоит из 61 наименования, в т.ч. 14,на иностранных языках.

Экспериментальный материал собран автором в период с 1986 по 1990 гг. Диссертационная работа выполнена в соответствии с заданием Государственного комитета по науке и технике по теме: "Изучить влияние радиоактивного загрязнения на состояние лесных экосистем" /1986-1990гг./, номер Гоорвгистрацпи 019Ю0?7951.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, поставлена цель исследований, приведена краткая аннотация проделанной работы.

I.ИЗУЧЕННОСТЬ ВОПРОСОВ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ И ШГРА1Ш РАДИОНУКЛИДОВ В ЛЕСНЫХ БИОГЕОЦЕНОЗАХ В СИСТЕМЕ АТМОСФЕРА - ПОЧВА - РАСТИТЕЛЬНОСТЬ

Первичное распределение и последующая миграция радионуклидов -в лесных биогеоценозах характеризуется рядом особенностей специфичных только для леса..

Характер распределения радиоактивных веществ на. местности определяется особенностями атмосферного переноса и рельефа местности, характером подстилающей поверхность.

Лес является мощным фактором увеличения макрошероховатости поверхности. Он перераспределяет первичные радиоактивные выпадения в самих лесных массивах и на прилегающих территориях. При глобальных радиоактивных выпадениях плотность радиоактивного загрязнения /ПЗ/ на наветренных опушках лесов монет быть в 30 и более раз выше, чем на прилегающей безлесной территории /Р.М.Алексахин, М.А.Нарышкин, 1977г./.

Первичное задерясание выпадений растительным покровом зависит от величины надземной фитомассы. Дрезесная растительность, обладая большой биомассой крон, имеет коэффициент задержания в диапазоне 50 - 100^ /Р.М.Алексахин, 1963, Ф.А.Тихомиров, 1976; Э.Б.Тюрюканова, Н.М.Кононова, -1979г.; А.А.Молчанов и др.1970г.; Ф.А.Тихомиров, Р.Г.Карабань и др.1972г.; Р.Г.Карабань, Б.С.Прис-тер и др. 1977г./.

Травянистая растительность полей задерживает в среднем до 2Ъ% выпадений /В.Рассел, 1971г./. Частицы крупнее 45 мкм практически не задерживаются травянистой растительностью. Хвоя сосновых насаждений способна задерживать частицы в 2,5 раза крупнее/Р.М.Алексахин, Н.А.Нарышкин, 1377г.; Б.С.Пристер, H.A. Лощилов и др. 1988г./.

Непосредственно после выпадения радионуклидов начинается их вертикальная миграция /потери/. В.М.Клечковский, Е.А.Федоров, и др., 1979г.; Б.С.Пристер и др., 1979г., Н.П.Архипов, 1983г. отмечают, что 50-80$ задержанных радионуклидов слабо фиксируются надземной массой растений. Период полупотерь слабофиксируе-мой фракции радионуклидов составляет I—12, а прочно фиксируемой от 15 до 100 суток.

Самоочищение надземной части деревьев происходит в 10-25 раз медленнее, чем у траврастительности /Д.А.Криволуцкий, у.А. Тихомиров и др., 1988/. Время, а которое 95-99% радионуклидов мигрирует в лесную подстилку составляет 2 года в березовых и около 5 лет в сосновых насажден ях /Ф.А.Тихомиров, 1976г./.

Находясь в подстилке, радионуклиды остаются недоступными для.корней.По мере гумификации и минерализации подстилки радионуклиды становятся доступными для усвоения растениями.

Скорость перехода радионуклидов в почву и их подвижность, во многом определяются химическими свойствами элементов и содержанием в почве элементов аналогов. Количественная оценка влияния свойств почв на поступление радиостронция /В.М.Прохоров, М.В.Рыжинский и др., 1974/ показала, что влияние обменного кальция почвы на переход стронция^ в растение превосходит суммарное влияние всех других агрохимических свойств.

В выносе радионуклидов из почвы важная роль принадлежит органическому веществу. Внесение в почву перегноя снижает поступление радионуклидов в растения.

Влияние гувдуса на поведение радионуклидов в системе почва-растение • обусловлено образованием комплексных элементооргани-ческих соединений, в составе которых радионуклиды не могут быть усвоены корнями /Б.С.Пристер и др. 1979г./; Ф.А.Тихомиров, 1988/.

Радионуклиды сорбируются минеральной частью почв до нерастворимых соединений. В результате их миграционная способность может значительно снижаться /Р.И.Погодин, 1978/.

На накоплений радионуклидов растениями существенное плия-ние оказывает их биологические особенности. .

Сосна и лиственница,обладающий стержневой корневой системой отличаются наименьшим корневым накоплением стронция^

Напротив,ель и береза,имеющие поверхностную клевую систему, накапливают стронцияод в . -ГО раз больше,чем сосна и лиственница/!1.А.Тихомиров,Н.Т.барабань и др.,1975/.

Травянистые растения .■ из-под полога леса также отличались большим содержанием стронция^д, чем пойтенные/Э.Б.Тюркжанова, Ф.И.Павлоцкая и др.1964/.■

Интенсивность накопления радионуклидов изменяется в онтогенезе растений.^квичадбны4 тейп поглощения и накопления радионуклидов приходится на ранни-"- период жизни растений,когда поступление вещей®через корни 'опережает использование их>в процессе синтеза в листьях и др.органах. 1 последующие периоды развития резко активизируются процессы биосинтеза,особенно углеводов/ А.3.Петербургски"',1959/, в результате чего концентрация радионуклидов в биомассе растений несколько уменьшается/углеводное разбавление/.

По данным Т.3.Шалаевой,максимум концентрации стронция в травах наблюдается в период весеннего отрастания, во время цветения и плодсношения-заметно снижаются, а в период осеннего кущения наблюдается второй максимум накопления.

3 яесонасал'цениях/Ф.А.Тихомиров, 1976/ после перехода основной части радионуклидов под полог леса их корневое поступление с течением времени возрастает, а затем концентрация в древесине и ассимиляционных органах достигает постоянных значений.

Период,необходимый для достижения равновесных концентраций, 3-4 года в лиственных насаждениях, о-б лет в хвойных.Это время,, требуютееся для повторного вовлечения в биологический круго -ворот минрральных элементов.

В условиях лесов полесий Русской равнины ежегодный вынос стронциядо из почвы за счет прироста биомассы составляет.в

березовых: насаждениях 2,5 в сосновых 0,15°?, а обратный перенос с опадом 2 и 0,1^ соответственно./Л.П.Перепелятникова, 1985; 5.А.Тихомиров,И.Т.Моисеев,1988/.

Анализ литературных источников,опыт ликвидации после&твий-аварии на ЧАЭС свидетельствуют о том, что современное состояние

изученности санитарно-защитных функций леса,динамики мигоации радионуклидов в системе почва-растение,т.е.вопросов,необходимых для прогнозирования поступления радионуклидов в процукцига лесного хозя»ства/древесину, кормовые и лекарственные растения, дикорастущие Чгады и ягоды, грибы/ и разработки рациональных методов ведения лесного хозяйства на территориях с повышенными уровнями загрязн^ния-недостаточное.

Имеющиеся рекомендации,которые с определенным успехом применялись в других регионах страны не могут быть перенесены для условий Полесья. Так,к примеру,глубокая механическая вспашка с целью снижения концентрации радионуклидов,не может быть использована в Полесье, где плодородный слой очень маломощный.Не разработаны реномендации по снижению содержания радионуклидов в пищевых продуктах леса/грибах,ягодах/, картированию лесов,' технологии лесопользования в лесах С различной плотностьй загрязнения радиоизотопами цезия^ ^ и стронциядд. Отсутствуют материалы по обоснованию концепции радиационной безопасности ра-ботаюп(их в загрязненных .лесах,цехах первичной обработки древесины, получаемой из различных зон загрязнения.

С учетом вышеперечисленных нерешенных вопросов и была составлена программа-методика исследований по теме.

п. программа,методам и оежты исследования.

.-.I. Прбграмма исследований.

Программа работ включала следующие основные вопросы:

- изучение особенностей природных условий района исследований;

- изучение особенностей пространственного радиоактивного загрязнения лесов аварийными выбросами Чернобыльской АЭС;

- изучение особенностей радиоактивного загрязнения продукции лесного" хозяйства;

- анализ хозяйственной деятельности предприятий»Минлесхоза Уира-

подвергшихся радиоактивному загрязнению;

- экологеэкономическое обоснование в§ения лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения.

2.2. Методика исследований.

Особенности природных условий района исследований изучались по литературным источникам и фондовым материалам; Особенности пространственного радиоактивного загрязнения лесов и особе-'-нности накопления радионуклидов в продукции леса изучалия елецким образом:

- э начальны" послеаварийный (ма"<-сентябрн 1966г.'' период путем обобщения и анализа данных измерений гамма-фона и суммарной мощности экспозиционной дозы гамма-излучения (МЭД)• созданной сети дозиметрических постов,размещенных по осям основных радиоактивных следов аварийных выбросов и периодического измерения (МЭД^ гамма-излучений в определенных точках лесных массивов;

- наземной маршрутной гамма-съемкой прибором ДП-5В и массовым отбором образцов проб почвы и лесной подстилки с послэ-дующим анализом их на ДП-100(1987г);

- наземно-воздушной гамма-съемкой(ДП-53 в комплексе с СРП--68-01),отбором образцов проб различных компонентов леса и анализом их на гамиа-спектрометрах с использованием анализа- • тора импульсов АИ-1024 (1987-1908гг.);

- методом проведения сплошной назем^ной гамма-съемки и картирования лесов по плотности загрязнения почв цезием^^.

С 1909 года загрязнение лесов изучалось методом сплошнсй наземной гамма-съемки.Работы проводились в соотвествии с "Временной инструкцией по обследованию лесов и лесной продукции загрязненных радионуклидами от аварии на ЧАЭС"(МЛ939) путем измерения МЭД в-8-10 точках какого лесного квартала прибором ДРГ-01Т с одновременным отбором проб для определения радиоактивного загрязнения различных компонентов леса(древесина,почва, подстилка,грибы,ягоды,лекарственнне растения).Предварительно в каждом типе леса закладывались репернче точта для расчета соотношения между мощностью экспозиционной дозы гамма-излуче-. ния и плотностью загрязнения почвы и подстилки цезием^.Соотношение между мощностью экспозиционной дозы гамма-излучения и плотностью радиоактивного загрязнения насажден:; 1 выразилось следующей"зависимостью:

Пз=(Ю0±20)х.Мд - 1.3 (для дозиметра ДРГ-01Т) где, Пз- плотность загрязнения в ¡{и/Км^; Чд- мощность экспозиционной дозы гамма-излучения,мр/ч;

Пз=(Г40-205-ВД - 0.8(для дозиметра ДП-5). ' '

В 1990 году(летом),для установления коэффициента пропорциональности^) на соответствующий период чспользопались прежний реперный полигон и приборы, а также переносной спектрометр итальянского производства который позволяет определять

плотность загрязнения поверхности почвы без отбора образцов.

Вместе с измерениями переносным спектрометром измерялся гамма-фон тремя прибошми. ДРГ-OIT одновременно.Данные измерений служив для расчета плотности загрязнения поч£ш. Результаты полученные таким путем сопоставлялись.

Особенности накопления радионуклидов в продукции леса изучались путем закладки постоянных пробных площадей в лес-хоззаг'ах, та преобладающих типах песа с различно1*} плотностью загрязнения, отбором и анализом образцов проб компонентов леса.

Пробные -площади закладывались п таким расчетом, чтобы охватить все зоны плотности загрязнения лесхоззага в преобладающих типах леса.

Особое внимание уделялось зоне от 0 до 15 .'{и/Км~и ее подО

зонам 0-.'; .?-5; 5-10; 10-15 Ти/'{мТри пробные площади размещены в непосредственной близости от разрушенного реактора. Зто кв.31 Лелевского лесничества,расположенного.в двух км и кв.31 Черевачского лесничества (до 10 км от реактора). По возрастной структуре насаждения были представлены такими возрастными группами: 20-4Q; 40-60; 60-80 лет с разной интенсивностью использования участков для заготовки питевнх, кормовых и лекарственных ресурсов.

Пробные площади закладывались по общепринятой в лесной таксации методике.Они размещались с отступлением от границ квартачов не менее 100 метров в глубине лесного-массива,чтоб избежать возможного вторичного загрязнения при пылеподъеме.

Отобранные пробы измерялись на гамма-спектрометрах с использованием анализатора импульсов А'Л-Ю"4. Результаты обрабатывались на ЭВМ СМ-1600.Создается база данных на персональном компьютере I33Í" по специально разработанным программам.

Анализ лесохозямственно" деятельности был выполнен путем сбора статистических данных объемов промышленного и лесохозя!"-ственного производства лесхоззагов зоны исследования за определенный период до и после аварии;

Для обоснования принципов организации радиологической службы в отрасли были использованы:

- опыт работы сети дозиметрических постов,организованных в первые дни после чернобыльской аварии;

-ранряботки радиобиоэкологических лабораторий и специальных передвижных лабораторий(СПД) Старопетровскоч Л0С и Полесской

- данные о дрзах облучения работников лесного хозяйства,получены методом ТЛД дозиметрии совместно с учеными БНЦРМ АМН СССР.

Лесоводдтвенные и-экологэ-экономические принципы ведения лесного хозяйства разрабатывались на основании обобщения результатов анализов проб на радиоактивность, отработанных, на постоянных • пробных площадях и других участках загрязненных лесов,материалов гамма-съемки леоОв с учетом временно допустимых уровней загрязнения! соответствующих продуктов леса,нормативов радиационной безопасности работающих в лесу.

Приборной базой служили лаборатории Киевского госуниверситета, института ядерных исследований АН УССР,ЗНЦРМ АМН СССР,Старопетров-ской ЛОС.

2.2. Объекты исследовани».

Основными объектами исследований служили постоянные пробные плсрцади,заложенные в преобладающих типах леса с различной плотностью загрязнения в лесхоззагах Житомирской области-Народичском,Ов-ручЕКОм,Словечанском,Лугянском,1'оростенскоч,£мильчинском,Олевском; '{невской - Полесском,Ивянковоком,Дымррском,Зышедубечанском,Тере-ревском,Богуславском; Ровенскоя - Ос.тковскоч.Ракитновском,Высоцком, Дубровицком; Черниговско" - Черниговском,"'орюковском,Семеновском,Сстерском. .

?.3. Объём выполненных работ.

3 процессе исследований заложено 140 постоянных пробных пло-гтадеГ- в загрязненных лесхоззагах, отобрано и проанализировано 7560 образцов проб различных компонентов леса. Изучение особенностей распределения радионуклидов в пространстве маршрутной съемкой гамма-фона и плотности загрязнения- 300 км.Обработаны и систематизированы результаты -измерений Т> дозиметрических постов в 7-ми областях. Организовано и методически обеспечено картирование лесов на площади более 2 млн.гл.

Ш. 0С0БЕШЮСТЙ ПИ5Р0ЖЖ УСЛОВИЙ И ХАРАКТЕРИСТИКА ЛЕСОВ УКРАИНСКОГО ПОЛЕСЬЯ..

3 главе приводится краткая характеристика природных условий исследуемого района: рельеф,климат и гидрология, почвы,типы лесов.

Производится анализ природных условий района исследований с точки зрения особенностей миграции радионуклидов в системах: почва-поверхностные воды-реки,почва-древесная и травянистая растительность .

Отмечается, что природные условия района способствуют повышенной миграции радионуклидов в рассматриваем^ целях.

4.1. Особе- нности радио(активного загрязнения лесов Украинского

Материал ы исследований показали прежде всего, что контур загрязнения имеет три чётки ветви-северную, южную и западную. Характерной особенностью загрязнения является значительная пестрота и поваичность по плотности их загрязнения. За пределами 30-км зоны ЧАЭС имеется большое количество пятен с плотностью загрязнения цезием^ евшие ^ЮКи/Ы^ (Полесский,Народичский лесхопзагаО, в то ме время в пределах 30-ти км зоны нередко встречаются участки с плотностью загрязнения 2-5 ли/Им^

Это обусловлено:'

- изменением метеорологических условий во время аварийных выбросов;

-"расстоянием до источника загрязнения;

- различиями в рельефе и.пространственной размещении лесов, типах леса;

- изменяющимся в широком-диапазоне .физико-химическим составом радиоактивной смеси;

3 табл.1 приведены данные одно'"* из маршрутных съемок гамма--фона цо южному следу выбросов выполненной в первые недели после аварии.

Приведенные данные показнвают, что с удалением от реактора гамма-фон, в общем, снижался.

Гамма-фон на различном удалении от источника загрязнения в лесных насаждениях южного следа выброс ов(ДГ1-03, мам 19Гб г^

1У. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РАДОНУ.'ОМДОЗ В ЭЛЕМЕНТАХ ЛЕСНЫХ ЭКОСИСТЕМ.

Полесья

Местонахождение обхекта

Мр/ч

¡Зозцух

!Поверхность подстилки

' г

3 :

Дымерский лесхоззаг (100. км Сосняк 50 лет

Иванковокий лесхоззаг(П0 км1)

0,6

1,0

Сосняк Р0 лет Сосняк. 50 /¡СТ

0:6

о

Сосняк ХЛ лет (30.км) 1.3 '

Чернобыльский лссхоззаг (10 км)

Сосняк 30 лет З.'о 10.о

Новокепеличский лесхоззаг (1С км)

Сосняк 30 лет 10.0 ¿0.0

Однако на небольших расстоянй эта закономерность нарушается

под влиянием местных факторов и в первую очередь - лесов; jiec сыграл роль мощного накопителя радиоактивных веществ. Радиологическая емкость лесов оказалась значительно выше, чем у других типов природных.биогеоценозов.

Наличие на пути горизонтальных :яздушных потоков крупных лесных массивов привело К "фильтрации" переносимой этими потоками радиоактивной смеси, к её осаждению на стволах и в кронах деревьев.

Задерживающая роль леса по •отношению к радиоактивной пыли очень наглядно прослеживается на примере очага поражения соснового древостоя в "рыжем лесу", восточная опушка которого находилась на . расстоянии около I км от источника. По данным на 7 июля Юоб года у этой опушки мощность экспозиционной дозы достигала ICO р/час, у западной границы очага, при его длинё около 2 км - 3 р/час. Градиент снижения мощности излучения составлял, таким образом, в этот период около 50 р/час на I км расстояния.

Самые высокие концентраций радиоактивных веществ отличаются на опушках лесных массивовспавстренной стороны переноса радионуклидов. С подветренной стороны, на границе леса и открытых мест наблюдалось обратное явление. Так, к примеру, в ¿ км западнее источника загрязнения на лесном питомнике Вовошепеличского лесхоззага наименьшая плотность загрязнения почвы была у стены лиса, а на расстоянии 4-5 высот древостоя она увеличивалась в IC-/-X раз (табл.2).

Таблица '¿.

Загрязнение почвы радионуклидами ,с подветрипной стороны лесного массива (питомник Новоиепеличского лесхоззага,

19оУ год)

Расстояние от стены леса, м

мк Ки/кг

1ии

150

16

2.73*0.1 С.26*0.01 0.91*0.03 1.30*0.1 6.20 22.40*0.0 3.71*0.1/ 13.50-С. 3 10.90*0.7 50.61 йз.О'*1.0 6.10*0.1 17.00*0.3 27.00*1.0 П7.0С

Из анализа радиационной ситуации, сложившейся в лесах 30 км зоны и на прилегащей территории, становится очевидным, что леса взяли на себя основную массу радиоактивных загрязнений (РЗ), тем самым ограничив в определенной мере дальнейший их перенос.

. Основная масса выпавших на лес РВ сосредоточилась в кронах насаждений и в леной подстилке. Распространение радиоактивной смеси по территории, характеризовалось чередованием полос и пятен относительно низкого и высокого уровней, т.е. с удалением от источника выброса он снижается, но не в прямой зависимости от расстояния. Это значительно усложняет зонирование лесов и ведение хозяйства в них.

Обработка данных измерений дозиметрических постов позволила определить общую картину загрязнения лесных массивов и её особенности. Определялась мозаичность радиоактивных выпадений как на территории отдельных кварталов, лесничеств, так и на более значительных площадях. Такая особенность загрязнения наблюдалась на всех направлениях выбросов.

Данные дозиметрических постов позволили определить примерные границы наиболее загрязненных лесов на территории Житомирской и Киевской областей, сориентировать производство на проблемы, вставшие перед лесным хозяйством, необходимостью принятия срочных мер по радиационной защите работников леса.

4.2.Картирование лесов

Прежде всего были намечены мероприятия, связанные с эвакуацией лесхоззагов, лесничеств. Однако, при значительной пятнистости загрязнения лесов данные дозиметрических наблюдений (25 постов в ?-и областях) не могли служить основанием для организации ведения лесного хозяйства* Необходимо было выявлять относительно чистые места для выпаса скота, сенокошения, сбора грибов, ягод, других видов лесапользований.

Поэтому нами, совместно со специалистами научных учреждений отрасли, Киевского госуниверситета, Института ядерных исследований АН УССР были разработаны методики и приемы проведения картирования лесов.

Первое картирование лесов было выполнено путем измерения мощности экспозиционной дозы приборами ДП-5В и СРП-6801. Основываясь на материалах дозиметрических наблюдений, методикой предусматривалось проводить измерение МЭД гамма-излучения по отдельным ходам, располагающимся, как правило^, перпендикулярно направлению аварийного выброса.

Опыт первого картирования (июль-август 1986 г.) показал, что измерение МЭД необходимо проводить не выборочно, а в каждом кварта® и^после получения общих границ загрязнения территории, выполнять детальную гамма-сйлку в квЬрталах и выделах,.где планируется проводить лесохозяйственные или лесозаготовительные ^боты. ,

По результатам картирования вырабатывались мероприятия, руководством Министерства были приняты меры по предотвращению лесных пожаров, снижению пожарной опасности в 30 км зоне и на прилегающей территории. Ограничен доступ населения в лес.

Однако, для производства выявилось недостаточным измерение только гамма-фона. Необходим замер плотности загрязнения почвы, подстилки, активности других компонентов в каждом квартале, лесничестве, лесхоззаге.

I

В соответствии с разработанной "Временной инструкцией по обследованию лесов и лесной продукции загрязненных радионуклидами от аварии на ЧАЭС СМ.1989), в каждом квартале наземным методом с помощью прибора ДРГ-01Т измерялась мощность экспозиционной дозы гамма-излучений. Отбирались пробы различных компонентов леса для анализа.

Образцы отбирались в местах промышленной.заготовки пищевых продуктов леса. Одновременной измерялась МЭД ДРГ-01Т.

Полученные результаты согласовывались с данными плотностей 'загрязнения по ближайшим населенным пунктам, землям Агропрома, имеющимся в Укргидромете. По этим данным строили - - карты загрязнения, выделялись зоны плотностей загрязнения: от I до 5 Ки/км ; от о до 15 Ки/км*", от 15 до 40 Ки/км*', от 40 и более Ки/км2,

По материалам обследований составлены для Житомирской, Киевской и Черниговской областей: '

1. Карты изолиний бета-излучащих нуклидов.

2. Карты мощности экспозиционной дозы гамма-излучений.

3. Карты суммарной бета-активности хвои.

Начиная с 1988 года, радиационная обстановка в лесах изучалась методом сплошной наземной гамма-съемки прибором ДРГ-01Т. Для установления корреляционной зависимости между плотностью загрязнения почвы и МЭД гамма-излучений, проводились измерения на реперных точках.

В итоге проведенной гамма-съемки лесов выявлено, что территория загрязненных лесных массивов в 1990 году составляет 1989 тыс.га (табл.3).

Первичные данные дозиметрических постов пятнистости радиактив-ного загрязнения лесов полностью подтвердились сплошной гамма-съемкой. Пятнистость по плотности загрязнения лесов присуща практически всем обследованным лесхоззагам..

С 1991 года проводится детальное уточнение плотности загрязнения лесов путем массового отбора проб почвы, подстилки, анализа их на анализаторах в лабораторных условиях.

Таблица 3.

Распределение обследованной площади лесов%>л«/«дю плотности загрязнения цезием-137 на 1.01.1991 г.

Производственные¡Площадь: Площадь лесов по зонам, Ки/кмИ объединения

ванньге°*ло 1.СС1.Г -:2.1- ¿5.1 -ПбЛ-'иоЛ^более л!соТ 1 ;2.0 -5.0 ;15.0 » 40.0 : 80.0:80.0

2 ! 3 ; 4 : 5 : 6 ; 7 : 8 : 9

"Житомирлес

735.13 249.85 188.77 231.71 69.02 1679 7.83 1.16

Продолжение талицы 3.

I : 2 : 3 • 4 : 5 : 6 .: 7 : 8 .: 9

"Киевлес" 340.57 106.69 Й9.93 67.10 13.57 2.09 0.81 0.38

"Ровнолес" 542.79 39,34 250.58 236.01 16.86 - -

-Черниговлес";^ ^ 187.91 33.98 47.69 6.82 -

"ЧеркассылесУ 46.25 21.5 57.1 6.2 1.45 -

"Винницалес" 77.8 77.8 - - - - -

Всего: 2018.94.683.09 640.36 558.71 107.72 18.88 8.64 1.54

4.3 Загрязнение продуктов леса.

Возрастающие потребности в продукции леса приводят к необходимости более полного использования и продукции с загрязненных лесов. Следовательно, необходим жесткий контроль продукции лесного хозяйства.

С 1986 года нами ведутся наблюдения по накоплению радионуклидов в древесине, грибах, ягодах, лекарственном сырье, заготавливаемом в значительных количествах в загрязненных районах.

В начальный период после аварии наблюдалось,, в ооновному поверхностное загрязнение растёний,?и степень их загрязнения зависела от шероховатости поверхности и особенности строения надземной фитомас-сн. В последующем степень загрязнения определялась,в основном^переходом из почвы.

Установлено, что древесина без коры имеет в среднем почти в 2.5 раза меньшую активности чем древесина с корой, и значительное варьирование загрязненности древесины в одинаковых условиях. Это., очевидно^ связано с различиями в доступности радиоцезия поглощению растениями.

Данные измерений содержания радионуклидов в образцах грибов, ягод, лекарственных растениях и древесине, отбираемых в различные годы на постоянных и временных пр^обных площадях свидетельствуют . о наличии корреляции между плотностью загрязнения почвы и средней удельной активностью продукции.

Ниже приводим данные анализов образцов проб древесины в коре и

/

без коры,-которые указывают на отчетливую тенденцию роста активности древесины с увеличением плотности загрязнения почвы (табл,4).

Таблица 4.

Активность цезия-137 в древесине (Бк/кг)

Показатели ; Степень загрязнения, Ки/км^

: до 2 ' ; 2-5 • 5-10 ; 10-15

Количество измеренных проб 26

Древесина в коре' 26 . • 20

Удельная активность

цезия-137 .з древе- ,

сине 171+ 23 503-91' Ю34±И2 2674±394 Коэффициент

перехода 0.23 0.27 0.28 0.43

Количество измеренных проб ■ 21

Удельная активность цезия-137 в древесине 57±Ю

Коэффициент перехода 0.03

Древесина без коры 25 . 9

181±40 608-147

0.09

0.16

Из ягодниковвлесах Полесья наиболее распространены черничники. К тому же ягоды черники, являются важным пищевым продуктом леса. Изучение содержания радиоцезия в ягодах черники (табл.5) в различных условиях загрязнения насаждений также свидетельствуют о значительном колебании содержания цезия-137 в одних и тех же условиях,а-также на прямою связь загрязнения нгод с плотностью загрязнения.

Таг..............17

1БШи,с1 J,

Активность цезия-137 в пицевых продуктах леса и лекарственного сырья, Бк/кг

Показатели : Степень загрязнения, Ки/км*"

; до 2 ; 2-5 ; 5-1С :т0-15 : 15-20

Ягоды черники

Количество измеренных

проб 19 II II 6 б

Удельная активность ,

цезия-137 в ягодах 364*64 1023*169 177и±Ь0и 7349*1361 d222*29o9 Коэффициент перехода. С.49 С.92 0.67 I.do С.91

Грибы

Количество измеренных

проб 41 33 14 17 d

Удельная активность ,

цезия-137 ¿26*224 299d*o4d 4937*575 I3990*3d00 37ai*9cB

Коэффициент перехода

дм2/кг I.IJ2 2.70 I.9I ЗЛЬ 4.IC

Лекарственные травы

Количество измеренных

гроб 23 30 12

Удельная активность

цезия-137 в лекарствен- , . ,

пых травах 763*182 1040*436 1929*720 12256*5397 IdH^SEI

ффициент перехода

дм/кг I.Od 0.99 1.14' 2.21 1.2э

Б целом, как и следовало ижидать, средняя удельная активноаь всех видов продукции леса возрастает с увеличением плотности загрязнения.

Проведенный корреляционный анализ подтвердил, что между плотностью загрязнения почвы и загрязнением продукции имеется тесная связь (коэффициент корреляции С.о-ОЛ).

Интенсивность накопления радионуклидов при прочих условиях зави* сит от вида растений, почвенно-гидрологических условий места произрастания и варьирует в некоторых пределах даже для одного вида.

Для ведения лесного хозяйства в условиях загрязнения важно зна-уь те максимальные значения плотности загрязнения, при которых получаемая в этом районе лесная продукция не превышает по загряз-неннэсти допустимых уровней. Назовем эти значения плотности загрязнения пороговыми. Понятно, что зти пороговые значения зависят от почвенно-климатических условий данного района, а также от физико-химических характеристик выпадений.

Низке, на графике (рис.1), у казаны пороговые значения плотности загргя^ения почвы, полученные нами путем обобщения имеющихса данных массовых анализов продукции лесохозяйственных предприятий о загрязнении продуктов леса для супесчаных почв Украинского Полесья.

Усредненные пороговые Э;-!ачег;ия для отдельных видов продукции весьма различны - очень низкие для грибой,' максимальные для березового сока и зависят от типа почв.

Исходя из полученных данных, при картировании лесов Украины с 1991 года выделяются зоны загрязнения по цезию-13? с плотностью до I Ки/км , где в подавляющем большинстве случаев загрязнение грибов и ягод ниже БД/.

При плотности загрязнения свыше I Ки/км*" необходим обязательный радиологический контроль грибов на каждом участке, выделяемом для побочного пользования.

э.. Особенно!:'!'.! хозяйственной деятельности предпринял в зоне радиоактивного загрязнении

На территории Украинского л^лесья, подвергшейся радиоактивному загрязнению, функционирую: около ЬО лесохозяйственных предприятий. Загрязнение лесов повлекло ьа собой глубокие изменения в хозяйственной деятельности этих цре/.приятий,,

В зависимости от изменения ст; уктуры хозяйственной деятельности пред1;п.;/:1ий, обусловленной степенью радиоактивного загрязнения их терриаI.. 'ай, они подразделяются на 4 группы:

- пер;..л,1 группа - предприятия со значитсльной^площадью лесов с плотность«: .агуязнения цезием-137' более 40 Ки/км", г,г.г полностью прекращена х' ~яи.; гьенная деятельность (Полесский и Народичский лес-хоззаги);

.Усредненные пороговые зпаче:г.:я плотности загрязнения почвы ,:о уровню получения норпатшшо чистой продукции

ГРИБ ПОЛЬСКИ и МАСЛЕНОК. МОХОВИК ЗЕЛЕНУШКА СЫРОЕЖКА - ЛИСИЧКА ГРИБ БЕЛЫЙ ПОДБЕРЕЗОВИК ПОДОСИНОВИК ОПЕНОК ОСЕННИЙ ЯГОДЫ ЧЕРНИКИ ЯГОДЫ ЗЕМЛЯНИКИ КОРА КРУШИНЫ КОРА ДУБА ЗВЕРОБОЙ СОК БЕРЕЗОВЫЙ

-/А-

-V/—У/—

ЛР К«/км2

- вторая группа - предприятия с резко регламентируемой деятельностью, обусловленной наличием лесов с загрязнениеь/15-40 Ки/к^ (Дымерский,' Иванковский, Овручский, Лугинский, Словечанский лесхоз-заги);

- третья группа - лесхоззагг, требующие постоянного дозконтроля где имеются леса с плотностью за.чязнения свыше 5 Ки/км^;

- четвертая группа - лесхозяаги с преобладающей плотностью загрязнения почвы до 5 Ки/км^.

Лесхоззаги первой группы и иастично второй группы характеризуются резким уменьшением объемов лесохозяйственных работ, различных видов лесопользования,,

В лесах первой группы планы по побочному пользованию лесов, лесохимии, частично по первичной деревообработке полностью сняты. Из-за несоблюдения сроков ухода за лесными культурами, а часто и полного отказа от них (плотность загрязнения свыше 15 Ки/км*") ухудшилось их состояние, сохранность.

Наряду со свёртыванием производства постоянно возрастают затраты на ведение лесного хозяйства (табл.6).

Таблица 6.

Изменение плановых показателей лесхо'ззагов в связи с аварией на ЧАЭС (тыс.руб.)

Объединения

Годы

1986 :1987

: 1938

1989

1990 :1986-90

I. План производства товарной продукции по сравнению с пятилетним планом

Житомирлес Киевлес Черниговлес Ровнолес'

-1970 -4147 - 790 + 715

-2587 -3725

-4305 -5699

- 590 - 932

+1028 + 523

-6450 -6728 -1570 17

-14732 -20879 -3932 +2249

П. Производственные затраты на лесное хозяйство против нормативных сумм

л.итомирлес Киевлес Черниговлес Ровнолес

+ 30

+ 60

+ 95 +389

+14;. +690 +21с +1370

+ 171

+1060

+960 +1972 +133 +1231

Продолжение таблицы 6

! Т~~о д ы .единения ТТ955-]—1У87 ! 1УШ !1У8У-! 1УУ0 ! 1УВВ-У0

Ш.Фонд зарплаты' непромышленного

персонала

сомирлес +205 +248 +100 +19 — +57

звле с +194 +312 +95 +122 - +72

рниговлес +Г50> +195 +П8 +20 - +78

внолес +150 +32 +29 +130 - +34

17.Балансовая прибыль

томирлес -45 -700 -1950 -2268 -3015 -7978

.евлес -152 -1465 -2390 -2854 -3130 -9691

рниговлес +35 -100 +87 -300 -765 -1043

Фнолес +106 +750 +458 +246 -100 +Г400

Выводы

¡.Радиоактивное загрязнение лесов Украинского Полесья, вызван-зе чернобыльской аварией отличается значительной пестротой и неод-зродностью, обусловленной изменением метеорологических условий в зриод аварийных выбросов, физико-химическими различиями выпадений.

2.Такие особенности загрязнения- лесов требуют постоянного про-едения широкомасштабных работ по детальному картированию лесов и беспечению радиометрического контроля лесопродукции.

3.В связи с высокой раднологнческой емкостью лесов, последние играли роль аккумулятора радиоактивных веществ.

Наибольшее количество радионуклидов аккумулировано нгйетренны-[и опушками лесов. Наименьшей плотностью загрязнения почвы харак-'еризуются подветренные опушки. На расстоянии 4-5 высот древостоев та увеличивается на один-два порядка.

4.Накопление радиоактивных веществ в компонентах лесного де носит избирательный характер. В хвое и древесине накапливаются зий-137,134. Церий 144 в древесину и вегетативные органы сосны не поступает.

5.Накопление цезия-137 и цезия-134 тесно коррелирует с соде кание^ К-40 в почве. По степени загрязнения цезием-137 компоне ты лесного ценоза составляют ряд :лесная подстилка-кора-хвоя, с беги текущего года - хвоя прошлых лет - древесина.

Наиболее загрязненным компонентом лесного ценоза является л ная подстилка. Ее активность на 2-3 порядка выше активности дру компонентов леса.

/

6.Усредненные пороговые значения плотности загрязнения почб цезием-137, на которых получаемаяпрдукция соответствует допуст мым уровням, изменяются для отдельных видов в широких пределах, исследованных продуктов леса наименьшее пороговое значение имек польский гриб и масленок, которые зачастую'имеют концентрации г зия-137 выше додустимыхуровней даже при плотности загрязнения г вы ниже I Ки/км2. Максимальное пороговое значение имеет березо! сок.

7.Из продуктов побочного пользования лесом грибы в одинакс условиях загрязнения превосходят по общему накоплению радионую ягодные плодовые и лекарственные растения. Они же характеризуют и наибольшей амплитудой колебаний степени загрязнения.

8.Загрязнение лесов повлекло за собой глубокие изменения в зяйственной деятельности лесохозяйственных предприятий. В резу: тате него резко снизилось производство товарной продукции, воз] ли производственные затраты. Общий экономический ущерб от загр; нения лесов гослесфонда в 1986 году около 100 млн.руб.

II.Работники лесного хозяйства получают дополнительную дозовую нагрузку. Они относятся к критическим группам населения. Это требует организации дозиметрического контроля людей и продукции лесного хозяйства.

Рекомендации производству.

На основании результатов исследований и литературных данных разработаны рекомендации по организации и ведению лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения лесов, включающие в себя вопро сы дезактивации, организация отраслевой радиологической'слунбы, соблюдения санитарно-гигиенического режима ведения лесного хозяйства, лесовосстановления, лесопользования, охраны и защиты лесов.

Материалы диссертации опубликованы в работах

1.Временные рекомендации по ведению лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения. 1Л.-1983-46с. -

2.'!Рекомендации по технологии занесения части территории РСФСР, Украинской ССР с плотностью радиоактивного загрязнения цезиегл-137 80 Ки/км2 и более",-Госкомяес СССР, М., ДСП, 1989г., 27с. в соавторстве/."

3.Организация лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения лесов Украинского Полесья. Журнал "Лесное хозяйство" й 4,' 1990г.,' 30с.

. 4.Полевая методика определения плотности загрязнения территории радионуклидами. Тезисы совещания по ядерной спектроскопии, Ыинс^, 1991г. Инструкции и методические указания по оценке радиационной обстановки загрязненной территории, М.,Гидрометиздат, 1989, 118с. /в соавторстве/. .

5 Методические рекомендации по определению доз облучения работников лесного хозяйства, К., 1990г., 9с, /в соавторстве/.

6.Лесопользования в условиях радиоактивного загрязнения. Экологические проблемы охраны айвой природы. Тезисы докладов Всесоюзной конференции. Москва, 1990г. стр. /в соавторстве/.

7.Режим ведения лесного хозяйства в зависимости от степени радиоактивного загрязнения. Тезисы докладов 1-го научно-технического совещания по основным результатам ликвидации последствий-аварии на Чернобыльской АЭС. Чернобыль, 1988г.

8.Пути ведения лесного хозяйства в зоне радиоактивного загрязнения. Организация ликвидации последствий аварии и перспективы использования 30 км зоне. Доклады I Всесоюзного научно-технического

совещания по итогам ликвидации последствий, аварии на Чернобыльской

«

АЭС •

9.Миграция радионуклидов в лесной экосистеме. Основы организации ведения.лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения. Тезисы докладов Всесоюзной научно-практической конференции. Томель, 1990. С-.17-18 /в соавторстве/.

10.Особенности ведения лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения. Биологические и радиоэкологические аспекты последствий аварии на Чернобыльской АЭС. Тезисы докладов I Международной конференции. Москва, 1990г.

II.Радиоэкологический мониторинг лесов УССР. Проблемы и опыт охраны окружающей среды в республике. Тезисы докладов республиканской научно-технической конференции. Днепропетровск^. 1990г.

12.Основные проблемы организации лесного хозяйства в. условиях радиоактивного загрязнения. Тезисы докладов республиканской научно-технической конференции "Совершенствование ведения хозяйства в лесах Украины и Молдавии"., Киев, УСХА, 1990г, 203с./в соавторстве/.

13.Проблемы организации ведения лесного хозяйства в условиях радиоактивного загрязнения //Лесная, бумажная и деревообрабатыва-

зающая промышленность//, К. Техника 'Л2, 1У90г., с.4 /в соавторстве 1зык украиноклй/.

14.Рад. обстановка на предприятиях лесного хозяйства УССР ;г ст-зупщих в условиях радиоактивного загрязнения, с.28.

15.Микрофильмы во ВНИИНГИ тем.Л 84 и 85, инв. А? 0291003249 "Раз-)аботать научные основы ведения лесного хозяйства в условиях радио-истивного загрязнения лесов".

16.Актуальные проблемы развития лесного хозяйства Полесья ^ССР, (дев, СОПС УССР, АН УССР, с.36-42, 1991г./в соавторстве/.

17.Радиационный мониторинг-е лесах зеленой зоны г.Киева. Пробле-ш урбоэкологии и фитомелиорации. Тезисы докладов научно-практической

сонференции 10-12 сентября 1991г., Львов,с.138 /в соавторстве, язык

'крашский/.

18.Перспективы пользования продукцией леса в условиях радиологической нагрузки. Проблемы экологического мониторинга. Материалы 'оссийской радиобиоэкологической научно-практической конференции, [.П, Брянск, 1931г., с.25-26 /в соавторстве/

19.Радиоэкологическая обстановка в лесах Украинского Полесья. УОйкумена.-1991- "¡2-е.61-66 /в соавторстве, язык украинский/-