Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Оценка радиоэкологических рисков для населения и биоты на территории Семипалатинского испытательного полигона

ВАК РФ 03.01.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Оценка радиоэкологических рисков для населения и биоты на территории Семипалатинского испытательного полигона"

На правах рукописи

Соломатин Владимир Михайлович

ОЦЕНКА РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ ДЛЯ НАСЕЛЕНИЯ И БИОТЫ НА ТЕРРИТОРИИ СЕМИПАЛАТИНСКОГО ИСПЫТАТЕЛЬНОГО ПОЛИГОНА

Специальность 03.01.01 - Радиобиология

- 2 ЛЕН 2010

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Обнинск- 2010

004615612

Работа выполнена в ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии Российской академии сельскохозяйственных наук, г. Обнинск

Научный руководитель: Доктор биологических наук

Спиридонов Сергей Иннокентьевич

Официальные оппоненты: Доктор физико-математических наук, профессор

Крышев Иван Иванович

Кандидат биологических наук Цыгвинцев Павел Николаевич

Ведущая организация: Украинский научно-исследовательский институт

сельскохозяйственной радиологии (УкрНИИСХР НАУ), п. Чабаны

Защита диссертации состоится «_2о> декабря 2010 г. в У часов на заседании Диссертационного совета Д.006.068.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии. Отзывы на автореферат просим отправлять по адресу: 249032, Калужская обл., г. Обнинск, Киевское шоссе, 109 км, ВНИИСХРАЭ, Диссертационный совет. Факс (48439) 6-80-66

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИСХРАЭ.

Автореферат разослан «_»_2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, Кандидат биологических наук

Шубина О.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. На Семипалатинском испытательном полигоне (СИП) с 1949 по 1989 гг. было проведено 456 ядерных испытаний с использованием 607 ядерных устройств (Логачев и др., 2002). В результате этих ядерных взрывов в окружающую среду поступило значительное количество долгоживущих радионуклидов, в том числе около 9-1016 Бк "?Cs. Основной вклад в радиоактивное загрязнение СИП внесли наземные и экскавационные (подземные с выбросом грунта) ядерные взрывы. К настоящему времени в результате физического распада радионуклидов и совокупности экологических процессов радиационная обстановка на СИП существенным образом изменилась. Экспериментальные исследования показывают, что на большей части Семипалатинского испытательного полигона и за его пределами концентрации долгоживущих радионуклидов в почве близки к фоновым значениям. Тем не менее, на некоторых участках технических площадок ("Опытное поле", "Балапан", "Дегелен") уровни радиоактивного загрязнения почвенного покрова достигают значимых величин (Тухватуллин, 2002; Птицкая, 2002).

После открытия доступа на полигон в 1991 г. на его территории начата разведка полезных ископаемых, ведется промышленная добыча угля, производятся выпас скота и заготовка кормов. На СИП появились места постоянного проживания пастухов и членов их семей, стада овец и табуны лошадей выпасаются на всей территории полигона и, что наиболее важно, на участках, характеризующихся значительными уровнями радиоактивного загрязнения ("Опытное поле", район "Атомного озера") (Сомиошкина, 2002, 2006). Биологически значимые радионуклиды (прежде всего 137Cs и 90Sr) являются источниками внутреннего и внешнего облучения населения, проживающего на территории СИП и употребляющего в пищу продукцию сельского хозяйства, производимую на полигоне. На основе использования комплекса моделей, описывающих поведение долгоживущих радионуклидов в луговых экосистемах СИП были проведены консервативные оценки накопления этих радионуклидов в животноводческой продукции (Спиридонов, 2008). Результаты расчетов показали, что при выпасе лошадей и овец на наиболее загрязненных участках СИП концентрации долгоживущих радионуклидов в продукции (молоке и мясе) могут превышать нормативы, установленные в Республике Казахстан.

Большая площадь загрязненных территорий, а также сложный характер радиоактивных выпадений требуют выработки системных подходов к решению радиоэкологических проблем СИП. При выработке таких подходов целесообразно учитывать опыт, приобретенный в результате изучения и ликвидации последствий крупных радиационных аварий. Анализ информации, накопленной за "чернобыльский" и более ранние периоды развития радиационной экологии, позволил выявить закономерности миграции радионуклидов и влияния ионизирующего излучения на живы? объекты (Апексахин, 1992; Фесенко, 1985). В то же время следует подчеркнуть, что радиоэкологическая ситуация на полигоне во многом специфична, поскольку источниками загрязнения природных сред явились испытания ядерного оружия.

Распределение радионуклидов по территории СИП является неравномерным и носит характер либо протяженных "следов" от воздушных и наземных взрывов, либо локальных пятен, различающихся по площади и уровням загрязнения. В этой связи представляется целесообразной разработка и применение вероятностных подходов к оценке дозовых нагрузок и рисков для населения. Действию ионизирующего излучения на территории СИП подвергается не только человек, но и компоненты биоты (Гераськин, 2008), среди которых необходимо выделить ценозообразующую компоненту - растительность пастбищных экосистем. Радиационные эффекты в растительных популяциях также носят вероятностный характер, поскольку их формирование определяется неопределенностью дозовых нагрузок и других факторов.

Научно обоснованная оценка радиоэкологической ситуации на СИП является необходимым элементом принятия решений по использованию территории полигона в хозяйственных целях. Методы расчета дозовых нагрузок и рисков могут применяться для "отработки" сценариев

защитных мероприятий, направленных на смягчение последствий радиоактивного загрязнения технических площадок СИП.

Целью работы является оценка радиоэкологических рисков для населения и биоты на территории Семипалатинского испытательного полигона.

В числе основных задач исследования рассматривались:

• анализ радиоэкологической ситуации на территории СИП в отдаленный период после ядерных испытаний;

• разработка методологии и методов оценки рисков воздействия радиационного фактора на аграрные и природные экосистемы;

• оценка рисков превышения содержания радионуклидов в сельскохозяйственной продукции, производимой на территории СИП;

• оценка рисков превышения допустимого уровня дополнительного облучения для различных категорий населения на СИП;

• расчет дозовых нагрузок и радиоэкологических рисков для биотических компонентов пастбищных экосистем СИП;

• сравнительный анализ уровней радиационного воздействия на человека и компоненты биоты в результате радиоактивного загрязнения пастбищных экосистем СИП.

Теоретическая значимость и научная новизна

Для оценки последствий радиоактивного загрязнения аграрных и природных экосистем разработана методология оценки радиоэкологических рисков, в которой представлена совокупность новых концептуальных подходов, этапов и методов расчета рисков как для объектов окружающей среды, так и для человека.

Впервые выполнена оценка рисков превышения содержания радионуклидов в продукции животноводства на территории СИП с учетом вероятностных распределений плотностей загрязнения ареалов выпаса сельскохозяйственных животных и параметров миграции радионуклидов. Выполнена идентификация распределений дозовых нагрузок на различные категории населения, проживающего на Семипалатинском испытательном полигоне (СИП) и употребляющего загрязненную сельскохозяйственную продукцию. Параметры распределений дозовых нагрузок оценены для ареалов выпаса сельскохозяйственных животных и наиболее загрязненных секторов в пределах этих ареалов. Осуществлена оценка рисков превышения допустимого уровня дополнительного облучения для различных категорий населения СИП.

Установлены распределения доз облучения пастбищной растительности на территории СИП. Произведена оценка дозовых нагрузок и радиоэкологических рисков для этой компоненты пастбищных экосистем СИП. Сопоставлены уровни радиационного воздействия на население и травянистую растительность на основе оцененных показателей. Сравнение показало, что в настоящее время население СИП (особенно пастухи) подвергается действию ионизирующего излучения в большей степени, чем растительные популяции. Этот вывод подтверждает основное положение антропоцентрической концепции МКРЗ - "если радиационными стандартами защищен человек, то защищена от действия ионизирующих излучений и биота" в отношении ценозообразующего компонента пастбищных экосистем СИП.

Практическая значимость результатов исследований. Разработанные в ходе выполнения диссертационной работы методические подходы, а также конкретные результаты исследований могут быть использованы для научного обоснования возможности передачи территории СИП в хозяйственное использование.

Установлено, что максимальные значения радиоэкологических рисков для населения СИП (пре>еде всего, для пастухов) формируются при выпасе лошадей и овец на пастбищных территориях, прилегающих к "Атомному озеру". Это связано с тем, что вблизи "Атомного озера".

образованного в результате экскавационного ядерного взрыва, встречаются участки со значительными плотностями радиоактивного загрязнения. На основе проведенных оценок сформулировано предложение по ограничению использования территории наиболее загрязненного сектора в пределах ареала выпаса сельскохозяйственных животных на площадке "Балапан" для производства продукции животноводства.

Комплекс дозимотричоских моделей и методов расчета радиоэкологических рисков внедрен в систему мониторинга СИП. созданную на основе геоинформационных технологий (Баранов, 2009). Программное обеспечение на базе ГИС-технологий с учетом вероятностных подходов к расчету рисков позволяет оптимизировать процесс оценки последствий радиоактивного загрязнения территории СИП для населения. Разработанные подходы могут быть адаптированы для оценки рисков негативного воздействия на природные и аграрные экосистемы различных факторов нерадиационной природы.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Методология оценки рисков воздействия радиационного фактора на аграрные и природные экосистемы.

2. Результаты оценки рисков превышения нормативов на содержание радионуклидов в продукции животноводства на территории СИП.

3. Итоги оценки рисков превышения допустимой дозовой нагрузки для населения, участвующего в выпасе сельскохозяйственных животных, и населения, проживающего за пределами полигона, но употребляющего продукцию, произведенную на СИП.

4. Результаты расчета дозовых нагрузок и радиоэкологических рисков для биотических компонентов луговых экосистем СИП.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на международных, всероссийских и региональных конференциях, в том числе: на II Открытой Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Молодёжь и наука XXI века» (Ульяновск, 2007); IV региональной научной конференции «Техногенные системы и экологический риск» (Обнинск, 2007); Международной конференции «Ядерная энергетика Республики Казахстан» (Курчатов, 2007); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные вопросы медицинской и социальной реабилитации граждан, подвергшихся воздействию радиации» (Томск, 2008); International Conference оп Radioecology & Environmental Radioactivity (Берген, 2008); Международном совещании «Joint ISTC - IAEA Workshop» (Вена, 2009); VI Съезде по радиационным исследованиям (радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность) (Москва, 2010).

Публикация работ. Основные результаты диссертации опубликованы в 14 печатных работах, в виде научных статей и тезисов докладов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, списка литературы из 89 наименований и приложения, изложена на 117 страницах, включает 35 рисунков и 18 таблиц.

МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДЫ ОЦЕНКИ РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ

Риск представляет собой характеристику ситуации или действия, когда возможны многие исходы, существует неопределенность в отношении конкретного исхода и, по крайней мере, одна из возможностей нежелательна. В этом определении синтезированы характеристики, присущие риску, - опасность (нежелательность) события, а также неопределенность или случайность его проявления. Под радиоэкологическим риском понимается вероятность неблагоприятных последствий загрязнения природных и аграрных экосистем радиоактивными веществами.

Агроэкосистемы в отличие от природных экосистем создаются и функционируют благодаря целенаправленной деятельности человека. Агроэкосистемы, с одной стороны, сохраняют

естественный характер и подчиняются природным законам, а с другой, - несут "антропогенное" содержание, выраженное, прежде всего, в выполнении целевых функций, к которым относится получение сельскохозяйственной продукции. Радиоактивное загрязнение природных и аграрных экосистем приводит к формированию широкого спектра неблагоприятных последствий, как для биологических компонентов, так и для человека. Таким образом, для оценки последствий радиоактивного загрязнения экосистем необходимо использовать два вида риска:

• риск воздействия радиационного фактора на "критические" (с точки зрения их

чувствительности и системообразующей роли) компоненты экосистем;

• риск негативного воздействия на человека в результате внешнего и внутреннего облучения.

Подходы к оценке и прогнозированию различных видов радиоэкологического риска

основаны на общей методологической базе. В то же время, конкретные компоненты методологий -критерии, модели и методы имеют свою специфику для каждого вида риска.

Фактические и прогностические риски

Для оценки воздействия радиационного фактора на компоненты экосистем и человека могут быть рассчитаны как фактические, так и прогностические риски. Расчет фактических рисков выполняется в случае необходимости оперативных оценок сложившейся "острой" ситуации при наличии (или возможности получения) эмпирической информации, характеризующей распределение загрязняющих веществ в компонентах экосистемы. Указанную процедуру можно расценивать как скрининговый подход, дающий возможность определить необходимость и разработать план дальнейших, более детализированных исследований. Кроме того, определение фактических рисков является достаточным в условиях квазиравновесной ситуации, в рамках которой воздействие техногенного фактора носит постоянный (хронический) характер.

Расчет прогностических рисков является целесообразным в следующих случаях:

• радиационный фактор воздействует на экосистему с высокой интенсивностью, формируя значимые для ее компонентов и человека последствия;

• радиационная нагрузка на экосистему существенным образом варьирует с течением времени;

• происходят изменения компонент экосистемы в результате повреждающего воздействия негативного фактора или (для агроэкосистем) вследствие направленного системообразующего воздействия;

• изменяется характер ведения сельскохозяйственного производства, в том числе и при реализации защитных мероприятий (контрмер), направленных на смягчение последствий техногенного воздействия.

Расчеты фактических и прогностических рисков выполняются на основе различных алгоритмов, для реализации которых требуются методы и модели различного уровня сложности. Для идентификации фактических рисков достаточно получить статистические выборки экспериментальных данных, отражающих содержание радионуклидов в рассматриваемых объектах. Прогнозы поведения радионуклидов в экосистемах и изменения компонентов экосистем с течением времени могут быть выполнены только с использованием математических моделей.

Этапы оценки рисков для компонентов экосистем

Основные этапы оценки рисков воздействия радиационного фактора на компоненты экосистем включают анализ ситуации и постановку задачи, идентификацию критериев риска, оценку уровней техногенного воздействия и расчет рисков (рис. 1). Следует отметить, что разработанная методология может быть реализована для оценки рисков воздействия на экосистемы не только ионизирующего излучения, но и техногенных факторов различной природы.

экосистем

Постановка задачи

В рамках первого этапа методологии проводится анализ имеющейся информации о состоянии рассматриваемой экосистемы (ее структуры и особенностей функционирования), а также данных, характеризующих влияние рассматриваемого фактора. В результате выполнения такого анализа идентифицируются "критические" объекты" (или компоненты) экосистемы, в наибольшей степени подверженные воздействию. В процессе идентификации следует учитывать значимость компонента с точки зрения его ценозообразующих или хозяйственных функций. Представляется целесообразным ранжировать все рассматриваемые компоненты с использованием следующих критериев:

• чувствительность к воздействию ионизирующего излучения,

• уровень радиационного воздействия в рамках рассматриваемой ситуации,

• значимость в составе экосистемы,

• возможность использования при управлении рисками ("регулируемость").

Для количественного описания действия техногенных факторов на выбранные объекты используется совокупность эффектов. Выбор эффектов для анализа последствий техногенного воздействия может осуществляться на различных уровнях биологической организации. В качестве показателей, отражающих влияние токсикантов на фитоценоз, можно рассматривать продуктивность (интенсивность прироста биомассы), урожайность (биомасса растительности, сформировавшейся к определенному моменту времени), репродуктивный потенциал (генеративная функция). При невысоких уровнях воздействия значимыми, с точки зрения оценки эффектов, являются показатели, фиксируемые на более низких уровнях биологической

организации (организменном, клеточном и субклеточном). Накопление генетических нарушений может привести к ухудшению состояния и репродуктивной способности организмов в составе популяции.

Эффекты, которые можно использовать для оценки и анализа рисков, можно сгруппировать следующим образом'.

• гибель определенного количества организмов, входящих в состав популяции;

• нарушение функционирования биологических объектов;

• изменение воспроизводительной способности;

• генетические нарушения, проявляющиеся в последующих поколениях.

Необходимый элемент оценки экологических рисков - количественные характеристики действующих факторов, вызывающих эффекты на различных уровнях биологической организации исследуемых объектов. Характеристикой радиационного фактора, действие которого обусловлено ионизирующим излучением радионуклидов, распределенных внутри рассматриваемого объекта и в окружающей его среде, является доза облучения.

В качестве критерия оценки риска влияния радиационного фактора на компоненты экосистемы можно постулировать величину £0,. Этот показатель содержит следующие элементы:

• £ - негативный эффект (например, нарушение функционирования, воспроизводительной способности и т.д.);

• О - дозовая нагрузка;

• х- величина ущерба (негативного эффекта).

Таким образом, показатель НЗХ характеризует значение действующего фактора (дозы облучения - О), вызывающего негативный эффект (£) с определенной величиной ущерба (х). При воздействии хронического облучения на рассматриваемый объект значение действующего фактора целесообразно характеризовать мощностью поглощенной дозы (ОЯ). В этом случае критерием оценки риска будет являться показатель ЕОЯ„.

В результате анализа структуры и особенностей функционирования рассматриваемой экосистемы, а также характеристик радиационного фактора, должны быть получена совокупность {Ей^. Количество элементов в этой совокупности определяется количеством исследуемых объектов ("критических" компонент) и рассматриваемых для каждого объекта эффектов. Выбор количественных значений параметра х выполняется на следующем этапе на основе анализа экспериментальных данных, характеризующих зависимости "доза-эффект".

Таким образом, в рамках первого этапа методологии на основе анализа особенностей экосистемы и специфики воздействия определяются система показателей, включающая "критические" объекты (компоненты экосистемы), эффекты и критерии оценки рисков. Идентификация критериев оценки риска

Цепь второго этапа методологии - нахождение копичественных значений критериев, необходимых для оценки рисков воздействия радиационного фактора на компоненты экосистем. Для достижения этой цели проводится анализ имеющейся информации, характеризующей зависимости величин негативных эффектов от дозовых нагрузок.

Источниками информации могут служить как полученные за предшествующий период данные, так и результаты специально спланированных и проведенных экспериментов. Накопленная информация систематизируется в рамках соответствующих баз данных (БД) и подвергается статистической обработке, включающей выявление резко выделяющихся наблюдений и отбраковку недостоверных данных. Математическое описание трендовых зависимостей "доза-эффект" (Е=ЦО)) выполняется с использованием метода регрессионного анализа.

Для количественного определения критерия оценки риска действия техногенного фактора на рассматриваемый объект (ЕЦ,, ЕОЯ,) необходимо задать уровень негативного эффекта (х). Возможны различные подходы к выбору этого уровня, во многом определяемые количеством и статистической достоверностью имеющихся экспериментальных данных. Один из подходов -обоснование минимального приемлемого уровня. Выбор пороговых значений эффектов осуществляется методом экспертных оценок на основе теоретического анализа закономерностей действия техногенных факторов на рассматриваемый объект.

Второй подход к выбору уровня негативного эффекта (х) заключается в использовании хорошо известных и информационно насыщенных показателей. Примером такого показателя, представляющего, по существу, один из критериев оценки риска, является величина Шы, широко используемая в радиобиологии. В случае наличия достаточного количества данных критерии оценки рисков можно описать в виде статистических распределений, характеризуемых соответствующими параметрами.

Вероятностный метод описания критериев оценки рисков позволяет учесть неопределенности, связанные с вариацией характеристик рассматриваемых объектов и условий, в которых они находятся. Необходимо отметить, что детерминистский и вероятностный подходы к описанию критериев не противоречат друг другу, поскольку необходимость и возможность их использования определяется уровнем техногенного воздействия и объемом имеющихся данных. Таким образом, для определения критериев радиоэкологических рисков, необходимо выполнить следующие шаги:

1. Сбор информации, характеризующей действие техногенных факторов на компоненты экосистем;

2. Формирование базы данных, включающей характеристики эффектов и действующих факторов;

3. Анализ имеющихся данных и оценка уровня информационного обеспечения;

4. Проведение экспериментальных работ с целью пополнения БД;

5. Выявление резко выделяющихся наблюдений и отбраковка недостоверных данных;

6. Формирование выборок из БД, включающих значения рассматриваемых эффектов при различных уровнях техногенного воздействия;

7. Математическое описание зависимостей "доза-эффект";

8. Определение "точечных" (детерминистских) или вероятностных значений критериев оценки риска.

Оценка уровней техногенного воздействия на биологические объекты В рамках этапа выполняется анализ конкретных ситуаций, связанных с воздействием техногенных факторов на экосистему. Цель этапа - получение оценок дозовых нагрузок на выбранные объекты (компоненты экосистемы). В зависимости от степени информационного обеспечения могут быть выполнены два типа оценок дозовых нагрузок - детерминистские и вероятностные. В первом случае определяются "точечные" значения доз или концентраций, во втором - статистические распределения этих показателей, описываемые соответствующими параметрами.

Способ попучения указанных показателей зависит от того, какой тип экологических рисков оценивается. При нахождении фактических рисков выполняются экспериментальные работы, направленные на определение содержания радионуклидов в биоложческих объектах. Необходимое условие оценки прогностических рисков - наличие моделей, описывающих поведение радионуклидов в экосистемах. В том случае, если прогнозирование рисков осуществляется на длительный период времени, целесообразно использовать модели функционирования рассматриваемых объектов (компонентов экосистем).

Процесс системного исследования поведения загрязняющих веществ в экосистемах целесообразно разделить на ряд этапов, последователь но сменяющих друг друга во времени или осуществляющихся параллельно. На первом этапе системных исследований конкретизируются возможные направления миграции радионуклидов с указанием тех процессов и свойств, на которые следует обратить внимание.

Задача второго этапа состоит в том, чтобы суммировать известные сведения и представления об изучаемой экосистеме и протекании в ней миграционных процессов в виде логически непротиворечивой концептуальной модели. При проведении спецификации определяются составы входных переменных, переменных состояния и параметров будущей математической модели. На этапе идентификации устанавливаются математические соотношения между специфицированными переменными, и формируется структура модели, после чего она реализуется в аналитической форме или в виде компьютерной программы.

При определении численных значений параметров на этапе идентификации модели и при проверке ее адекватности используются экспериментальные данные и результаты наблюдений, характеризующие поведение радионуклидов в экосистемах.

Исследование модели проводится, как правило, на основе методов, получивших название "анализ чувствительности". Результаты анализа чувствительности показывают, какие начальные условия, параметры и внешние факторы оказывают наиболее сильное (или, напротив, незначительное) влияние на поведение модели. После проведения таких оценок исследователь решает, какие параметры должны определяться с наиболее высокой точностью в результате экспериментальных исследований. Кроме того, анализ чувствительности позволяет сделать выводы о закономерностях поведения реальной системы и значимости факторов, влияющих на ее функционирование. Таким образом, могут быть сформированы рекомендации, направленные на совершенствование модели.

На последнем этапе модель используется для прогнозирования накопления радионуклидов в компонентах экосистем. В результате могут быть получены как "точечные" оценки выходных переменных модели, так и их вероятностные характеристики. Для формирования статистических распределений на выходе модели необходимы данные, описывающие распределения входных величин (рис. 2). Расчеты выполняются методом Монте Карло. Характеристика радиационного фактора - поглощенная доза (или мощность дозы) оценивается с использованием дозиметрических моделей, сопряженных с моделями, описывающими миграцию радионуклидов в экосистемах.

Модели, описывающие поведение радионуклидов в экосистемах, могут служить основой для разработки компьютерных систем, предназначенных для оперативного анализа и разработки стратегий управления радиоэкологическими рисками.

ПАРАМЕТРЫ

Входные данные

Выходные данные

Рис. 2. Прогнозирование статистических распределений выходных переменных на основе

математических моделей

Расчет рисков для компонентов экосистем

Полученная в ходе выполнения предыдущих этапов информация, включающая совокупность критериев оценки рисков и уровни техногенного воздействия, является основой расчетов экологических рисков для компонентов рассматриваемой агроэкосистемы. Степень информационного обеспечения указанных показателей определяет выбор методов оценки рисков (табл. 1), которые можно классифицировать следующим образом:

• детерминистский метод;

• вероятностные методы 1-го и 2-го типа;

• интегральный вероятностный метод.

При реализации детерминистского метода выполняется оценка индексов риска, представляющих собой отношения дозовой нагрузки к величине критерия риска (допустимого уровня облучения). Особенность метода, основанного на расчете индексов риска, - относительная простота реализации и небольшой объем входной информации. Фактически, для оценки риска детерминистским методом необходимым условием является наличие только двух количественных показателей. Недостаток метода - отсутствие учета неопределенностей этих показателей и, как следствие, приблизительность оценок.

Таблица 1. Методы расчета рисков воздействия радиационного фактора на компоненты аграрных и природных экосистем

Методы оценки рисков

Иллюстрация методов

Детерминистский метод

Вероятностный метод 1-го типа (учтена неопределенность дозовой нагрузки)

Вероятностный метод 2-го типа (учтена неопределенность резистентности объекта)

Интегральный вероятностный метод (учтены

неопределенности дозовой нагрузки и резистентности объекта)

О) с; О) Ч 01 о. с и то о.

и

0

1

ь о; о о. ш со

Фактор Критерий -6-О->-

Ри ; \

\Рг \

\

^-о-

/К Л РН\ \ / \'{2 / ! X Г\

01 02 Дозовая нагрузка

В рамках вероятностного метода 1-го типа для описания риска используется вероятностное распределение характеристики действующего фактора. Оценка влияния ионизирующего излучения на выбранный объект проводится на основе распределения дозы, поглощенной в

объекте (или мощности дозы при хроническом облучении). В качестве критерия риска, как и в предыдущем случае, используется точечная оценка.

Для реализации вероятностного метода 2-го типа критерий риска представляет собой распределение вероятности чувствительности (или резистентности) объекта к ионизирующему воздействию. В этом случае учитывается неопределенность критерия риска, но не рассматривается неопределенность дозовой нагрузки. Такой метод оценки риска целесообразно применять в том случае, если идентификация распределения действующего фактора является затруднительной вследствие недостатка данных или необходимости оперативной оценки.

Наиболее "информационно затратным" является интегральный вероятностный подход к определению радиоэкологического риска. В этом случае в качестве входных данных используются статистические распределения как дозовой нагрузки, так и критерия оценки риска. Указанный метод представляется наиболее адекватным для решения поставленной задачи, поскольку при его реализации учитываются неопределенности, присущие рассматриваемому объекту и характеристикам окружающей его среды, определяющим интенсивность воздействия негативного фактора.

Этапы оценки рисков для человека

Радиоактивное загрязнение экосистем (прежде всего аграрных) может привести к последствиям для человека, связанным с загрязнением компонентов экосистем и продукции, употребляемой в пищу человеком. Для оценки радиоэкологических рисков для населения разработана методология, основанная на использовании существующих нормативов на содержание загрязняющих веществ в сельскохозяйственной продукции и дозовых критериев.

Постановка задачи

К основным характеристикам радиационного фактора, оказывающим негативное влияние на население при загрязнении агроэкосистемы радионуклидами, относятся:

• содержание радионуклидов в растениеводческой и животноводческой продукции;

• суммарная дозовая нагрузка на различные категории населения, формируемая в результате внутреннего и внешнего облучения.

При расчетах доз внешнего облучения используется информация, описывающая распределение радиоактивных веществ в аккумулятивных компонентах агроэкосистем (прежде всего в почвах). Кроме того, в качестве дополнительных характеристик могут использоваться производные дозовые показатели, такие, как коллективная доза для определенной категории населения.

В качестве критериев оценки рисков для населения предлагаются к использованию нормативы, законодательно утвержденные и отраженные в соответствующих нормативных документах. В связи с этим методология в рамках рассматриваемого направления не содержит этапа "обоснование критериев риска", что значительно упрощает ее реализацию. Критерии оценки риска для населения включают, прежде всего, санитарно-гигиенические показатели - содержание радионуклидов в сельскохозяйственной продукции.

При оценке действия радиационного фактора используется дозовый критерий, представляющий предельное значение дозовой нагрузки, формируемой дополнительным (по сравнению с фоновым значением) облучением населения. Применение дозового норматива возможно при адекватной оценке доз облучения различных категорий населения, что требует проведения расчетов на основе соответствующих дозиметрических моделей.

Оценка уровней загрязнения продукции и доз облучения населения

На основе анализа характеристик рассматриваемой агроэкосистемы и особенностей сельскохозяйственного производства на предыдущем этапе установлены объекты, представляющие интерес с точки зрения оценки рисков. В зависимости от поставленной задачи,

для решения которой необходимо определить фактические или прогностические риски, совокупность этих объектов можно рассматривать как:

• ряд независимых элементов, исследование которых осуществляется эмпирическими методами:

• взаимосвязанные элементы системы, которая отражает реальную агроэкосистему и может быть описана в виде концептуальной, а в последствии и математической модели.

Преимущества и недостатки двух обозначенных подходов - очевидны. В первом случае информация о содержании загрязняющих веществ в объектах, полученная в результате экспериментальных работ, непосредственным образом применяется для оценки рисков. В рамках второго подхода эмпирические данные используются для разработки, параметризации и проверки адекватности моделей, предназначенных для расчета прогностических рисков. Сложность подхода, связанного с созданием и применением прогностических моделей, может быть оправдана необходимостью учета динамических характеристик рассматриваемой системы.

Модели миграции загрязняющих веществ в агроэкосистемах представляют собой инструменты, применимые как для решения задач, связанных с оценкой техногенной нагрузки на биологические компоненты агроэкосистем, так и для определения степени негативного воздействия на человека. В последнем случае в дополнение к миграционным моделям необходимы модели, позволяющие рассчитать дозовые нагрузки на население, формирующиеся в результате внутреннего и внешнего облучения.

Расчет рисков превышения санитарно-гигиенических нормативов и допустимых уровней облучения населения

В рамках методологии, направленной на оценку последствий техногенного загрязнения агроэкосистем для человека, рассчитываются только нормативные риски. Это связано с необходимостью использования существующих в настоящее время, законодательно утвержденных нормативов (критериев), ограничивающих употребление сельскохозяйственной продукции (санитарно-гигиенические нормативы) или нахождение населения на загрязненных территориях (дозовые пределы). Выбор методов оценки рисков в рассматриваемом случае ограничен детерминистским и вероятностным методом 1-го типа.

Детерминистский метод используется в случае недостатка информации, характеризующей действующий техногенный фактор. Оценка риска выполняется на основе индексов риска, представляющих собой отношения "точечных" характеристик факторов к значениям нормативов. При реализации другого подхода рассчитывается вероятность превышения рассматриваемых критериев риска. Такими критериями могут являться нормативы на содержание радионуклидов и химических токсикантов в сельскохозяйственной продукции, пределы поступления загрязняющих веществ в организм человека, дозовые пределы. Для оценки вероятностных рисков 1-го типа необходимы статистические распределения действующих факторов - содержаний радионуклидов в продукции растениеводства и животноводства, дозовых нагрузок на население.

ОЦЕНКА ДОЗОВЫХ НАГРУЗОК И РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ ДЛЯ НАСЕЛЕНИЯ СИП

При формировании дозовых нагрузок на население СИП, необходимо оценивать вклад внешнего облучения, при нахождении на загрязненной территории, и внутреннего облучения, от потребления загрязненной сельскохозяйственной продукции. При оценке внутреннего облучения населения, немаловажным является определение риска превышения содержание радионуклидов в продукции животноводства на территории СИП.

Оценка рисков превышения нормативов на содержание радионуклидов в сельскохозяйственной продукции

Характеристика территорий выпаса, прилегающих к зимовкам "Тактакойль" и "Атомное озеро"

Для оценки радиоэкологической ситуации, сложившейся на территории СИП, в отдаленный период после проведения на нем испытаний ядерного оружия, был выполнен комплексный анализ демографических, хозяйственных, радиологических, почвенных и других показателей, характеризующих территорию СИП. На основе информации о хозяйствующих в 2005-2006 гг. на территории СИП субъектах, установлено общее количество зимовок - 79. Из них: 19 - оказались жилые, 9 - брошенные, 3 - временно не действующие. По остальным зимовкам данные либо отсутствовали, либо были не полные. Общее поголовье сельскохозяйственных животных, содержащихся на зимовках, расположенных на территории СИП, по данным на 2007 г. составило более 39 тыс. гол., из них: крупный рогатый скот (КРС) - 4226 гол., мелкий рогатый скот (MPC) -31970 гол., лошади - 3087 гол.

На основе собранных данных, для исследования были отобраны две зимовок: "Атомное озеро" и "Тактайколь" (табл. 2).

Таблица 2. Характеристика исследуемых зимовок на территории СИП

№ Название зимовки MPC Лошади

1. "Атомное озеро" 570 150

2. "Тактайколь" 220 127

Итого: 790 277

Идентификация пространственных распределений долгоживущих радионуклидов в ареалах выпаса сельскохозяйственных животных

В качестве реперного радионуклида, определяющего радиационную обстановку, обычно используют биологически подвижный '"Сэ с периодом полураспада 30,17 лет. Он присутствует в составе глобальных выпадений, после атмосферных ядерных испытаний и в выбросах при аварии на Чернобыльской АЭС. На территории СИП радиологически значимым радионуклидом помимо "'Сэ, также является ^Эг.

При идентификации ареалов выпасов сельскохозяйственных животных использовалась информация о том, что лошади и овцы проходят в день до 10-15 км. Поскольку колодцы с питьевой водой расположены только на зимовках, полагалось, что животные удаляются во время выпаса от зимовки не далее, чем на 10 км. Соблюдая принцип консервативной оценки, для прогнозирования доз облучения населения от потребления сельскохозяйственной продукции, получаемой в хозяйстве "Акжарское", выбран ареал выпаса вокруг зимовки "Тактайколь". При выполнении расчетов полагалось, что зимой овцы не выпасаются, а находятся в кошарах и кормятся привозным сеном.

Средневзвешенные плотности загрязнения долгоживущими радионуклидами (д/) рассчитывались по формуле:

/

где О/-/-я плотность загрязнения /-м радионуклидом, 51 -доля площади участков су-й плотностью загрязнения /-м радионуклидом.

Средневзвешенные плотности загрязнения 137Сэ территорий выпаса с центрами в зимовках "Тактайколь" и "Атомное озеро" составили 6.81 кБк/м2 (0.184 Ки/км2) и 12.9 кБк/м2 (0.349 Ки/км2). Значения аналогичных показателей для 90Эг - 5.14 кБк/м2 (0.139 Ки/км2) и 7.58 кБк/м2 (0.205 Ки/км2), соответственно. Следует отметить, что сельскохозяйственные животные могут выпасаться на участках с различной плотностью радиоактивного загрязнения в пределах ареалов выпаса.

Расчет вероятностей превышения нормативов на содержания "'Сэ и а08г в продукции животноводства

На рис. 5 представлена схема расчета рисков превышения допустимых уровней загрязнения продукции животноводства и дозового предела для населения (пастухов

производящих выпас сельскохозяйственных животных и населения, проживающего за пределами СИП, но употребляющего продукцию, произведенную на территории полигона). В качестве входных данных рассматривались распределения плотностей загрязнения территорий выпаса животных и коэффициентов перехода радионуклидов в системах почва -растения и растительность - продукция животноводства.

В соответствии с разработанным алгоритмом (рис. 3), на основе этих данных, с использованием программных блоков написанных в среде Visual Basic и средств Microsoft Excel, были рассчитаны риски для продукции животноводства, а в дальнейшем - риски для населения. Используя данные по плотностям загрязнения зимовок (таб. 3, 4), а также параметры миграции основных дозообразующих радионуклидов, на основе метода Монте-Карло, были рассчитаны вероятностные распределения содержаний 137Cs и 90Sr в продуктах животноводства (молоке и мясе) и рассчитаны риски превышения содержания долгоживущих радионуклидов в продукции (табл. 5, 6).

Таблица 3. Распределение плотностей загрязнения 137Cs в ареалах выпаса сельскохозяйственных животных

Зимовка "Тактакойль" Зимовка "Атомное озеро"

Плотности загрязнения, кБк/м2 (Ки/км2) Доли площадей Плотности загрязнения, кБк/м2 (Ки/км2) Доли площадей

1.85 (0.05) 0.6331 1.85 (0.05) 0.497

5.55 (0.15) 0.2287 5.55 (0.15) 0.136

11.1 (0.30) 0.0702 11.1 (0.30) 0.1525

22.2 (0.60) 0.0199 22.2 (0.60) 0.1055

29.6 (0.80) 0.0127 29.6 (0.80) 0.0623

37(1.0) 0.0099 37(1.0) 0.0168

55.5(1.5) 0.0144 55.5 (1.5) 0.0105

111 (3.0) 0.0099 111 (3.0) 0.0062

370(10.0) 0.00055 185 (5.0) 0.0078

555(15.0) 0.00055 370(10.0) 0.004

- - 555(15.0) 0.001

Таблица 4. Распределение плотностей загрязнения 903г в ареалах выпаса сельскохозяйственных животных

Зимовка "Тактакойль" Зимовка "Атомное озеро"

Плотности загрязнения, кБк/м2 (Ки/км2) Доли площадей Плотности загрязнения, кБк/м2 (Ки/км2) Доли площадей

1.85 (0.05) 0.7547 1.85 (0.05) 0.7600

5.55 (0.15) 0.0790 5.55 (0.15) 0.1100

11.1 (0.30) 0.0646 11.1 (0.30) 0.0740

22.2 (0.6) 0.0624 25.9(0.70) 0.0183

29.6 (0.8) 0.0337 37(1.0) 0.0168

37(1.0) 0.0044 74 (2.0) 0.0078

55.5(1.5) 0.0011 148 (4.0) 0.0077

- - 222 (6.0) 0.0036

- - 370(10.0) 0.0018

- - 555(15.0) 0.0005

- - 740 (20.0) 0.0003

Рис. 3. Схема расчета рисков превышения допустимых уровней загрязнения продукции животноводства и дозового предела для населения Таблица 5. Риск превышения нормативов содержания долгоживущих радионуклидов в продукции животноводства в районе зимовки «Атомное озеро», отн. ед.

Молоко лошадей | Мясо лошадей |_Молоко овец_|_Мясо овец

"Cs

0,04__0,04 I_О05__0,11

Sr

0,02__OJO__018__0,13

Таблица 6. Риск превышения нормативов содержания долгоживущих радионуклидов в продукции животноводства в районе зимовки «Тактайколь», рты, ед.

Молоко лошадей Мясо лошадей Молоко овец____Мясо овец

"'Cs ~~

0,02 [ 0,015 | 0,04 | 0,03

mSr

0,01 I оМ Г 0,07 | 0,07

Результаты расчетов, представленные в табл. 5 и 6, позволяют заключить, что при выпасе сельскохозяйственных животных на естественных лугопастбищных угодьях зимовки «Атомное озеро» возможно существенное превышение нормативов содержания радионуклидов в отдельных видах продукции животноводства. Так, при выпасе сельскохозяйственных животных на загрязненных 13ГСэ участках зимовки «Атомное озеро», риск превышения нормативов содержания этого радионуклида в продукции животноводства изменяется в диапазоне от 4% до 11%. Анализ ситуации с загрязнением 905г продукции животноводства в результате выпаса лошадей и овец на пастбищах зимовки «Атомное озеро» показал, что риск превышения нормативов варьирует в более широком диапазоне - 2 - 18 %. При выпасе животных на территориях зимовки «Тактайколь»

риски превышения установленных нормативов в несколько раз ниже, чем в описанном выше случае, и изменяются в диапазоне от 1,5 до 4% - для "'Сэ, и от 1 до 7 % - для 3°5г.

Таким образом, при выпасе сельскохозяйственных животных на пастбищах исследуемых зимовок риск превышения нормативов содержания радионуклидов в продукции животноводства, может достигать 11% и 18% для 137Сэ и '"вг, соответственно. При этом, мясо и молоко являются основными дозообразующими продуктами питания, влияющими на формирование доз внутреннего облучения населения зимовок «Атомное озеро» и «Тактайколь». Необходимо отметить, что помимо внутреннего облучения население полигона подвергается внешнему радиационному воздействию. Таким образом, представляется необходимым оценить суммарные дозовые нагрузки на жителей зимовок, а также вклад различных путей облучения в суммарную дозу.

Оценка рисков превышения дозовых нормативов для различных категорий населения СИП

Методы расчета дозовых нагрузок на население

Оценка годовой дозы внутреннего облучения населения была проведена на основе дозиметрических моделей, исходя из плотности радиоактивного загрязнения почвы, коэффициентов перехода радионуклидов из окружающей среды в продукты питания и дозовых коэффициентов для соответствующих путей облучения (формула 2).

Ом=СхУхсЛс„ (2)

где с1к, - дозовый коэффициент (мЗв/Бк); V-потребление пищевого продукта (кг/сут); С - удельная активность радионуклида в пищевом продукте (Бк/кг(л)), рассчитанная по формуле:

С = д1хк]хк,, (3)

где с/, - средневзвешенная плотность загрязнения территории долгоживущими радионуклидами (кБк/м2); к, - коэффициенты перехода радионуклидов в системе «почва-растение» ((Бк/кг)/(кБк/м2)); к2 - коэффициенты перехода радионуклидов в системе «корм - сельскохозяйственная животные» (сут/кг (сут/л)).

Таблица 7. Рационы питания населения, проживающего на территории бывшего Семипалатинского полигона

Продукты Потребление продукции, кг/сут

Молоко кобылье 0,36

Конина 0,11

Баранина 0,10

Молоко овец 0,11

При параметризации модели (формула 2), учтены особенности рациона питания жителей зимовок «Атомное озеро» и «Тайктаколь. Основной вклад в дозовую нагрузку на население, формируемую за счет потребления продуктов питания, вносят молоко и мясо (конина, баранина). Для оценок доз облучения населения от 137Сэ использовались дозовые коэффициенты: для внутреннего облучения - 1.2х10"5 мЗв/Бк, для внешнего облучения - 1.2*10"3 мЗвм2/кБк. Для расчета доз внутреннего облучения, формируемых ^Бг, использовался коэффициент 2.8*10'5 мЗв/Бк.

Следует подчеркнуть, что расчеты выполнялись с целью определения дополнительных дозовых нагрузок на население, формирующихся в результате радиоактивного загрязнения территории Семипалатинского испытательного полигона после ядерных испытаний. Критерием оценки величины этих дозовых нагрузок является допустимый уровень облучения - 1 мЗв/год. Для адекватной оценки влияния радиоактивного загрязнения территории СИП на население применялись радиационные риски. Использование этих показателей дает возможность учесть

пространственную неопределенность дозовых нагрузок и оценить вероятности негативных эффектов. При выполнении расчетов полагалось, что дозовые нагрузки на население, проживающее за пределами территории СИП, формируются только за счет употребления загрязненной радионуклидами продукции при отсутствии дополнительного (к фоновому уровню) внешнего облучения.

Расчет вероятностей превышения допустимой дозовой нагрузки на человека

В результате расчетов был получены дозовые нагрузки на население от различных путей облучения. С использованием метода Монте-Карло были идентифицированы распределения суммарных дозовых нагрузок на население и рассчитан риск превышения допустимого уровня облучения.

На рис. 4 и 5 представлены плотности вероятности распределения мощности дозы, формируемой "'Сэ и 903г, для пастухов, производящих выпас животных в районе зимовок «Атомное озеро» и «Тактайколь». На рис. 6 представлены плотности вероятности распределения суммарной дозовой нагрузки, полученные с использованием метода Монте-Карло, для пастухов и населения, которое проживает за пределами СИП, но употребляет загрязненную продукцию.

Анализ информации, представленной на рис. 4, показывает, что вероятность превышения допустимого уровня облучения (1 мЗв/год) для пастухов, производящих выпас животных в районе зимовки «Атомное озеро», очень мала. Риск превышения этого норматива за счет дозовой нагрузки, формируемой "7Св, не более 2,5 %. Значение этого показателя для 903г не более 1,7 %. Плотности вероятности распределений суммарной дозовой нагрузки (от "'Сэ и Э03г) представлены на рис. 6-А. Анализ полученных результатов показывает, что суммарный риск (создаваемый 137Сэ и "Эг), существенно выше, чем риски, формируемые каждым из этих радионуклидов в отдельности. Риск превышения допустимой дозовой нагрузки для пастухов, выпасающих сельскохозяйственных животных в районе зимовки «Атомное озеро», составляет 10,3 %. Для населения, которое проживает за пределами полигона, но употребляет загрязненную радионуклидами продукцию, риск достигает 5,6 %.

0.80 > !\

- пастухи

- норматив

»

Мощность дозы, мЗв/год Мощность дозы, мЗв/год

Рис. 4. Плотность вероятности распределения мощности дозы, формируемой 137Сз (А) и 903г (Б), для пастухов в районе зимовки «Атомное озеро» Анализ информации, представленной на рис. 5, позволяет сделать вывод о том, что вероятность превышения дозового норматива при выпасе сельскохозяйственных животных в районе зимовки «Тактайколь» не превышает пределов погрешности метода и равна 0,1 и 0,6 %

суммарной мощности дозы для пастухов, производящих выпас животных, и для населения за пределами СИП, но употребляющих продукцию, получаемую в районе зимовки «Тактайколь».

На основе выполненных расчетов установлено, что риски превышения дозового предела могут достигать 1,9 и 1 % для пастухов и населения за пределами полигона, соответственно.

пастухи норматив |

0 80 - \

норматив ;

Мощность дозы, мЗв/год

*

0 40 »60 120

Мощность дозы, мЗв/год

Рис.

"Эг (Б), для пастухов в районе зимовки «Тактайколь»

А 0 60

— - Пастухи

---Население за пределами СИП

----Норматив

— *»— Население за пределами СИП - Норматив

Мощность ДОЗЫ, мЗв/год

Мощность дозы, мЗв/год

Рис. 6. Плотность вероятности распределения суммарной мощности дозы для пастухов и населения за пределами СИП, формируемой в результате выпаса сельскохозяйственных животных в районе зимовок: А - «Атомное озеро» и Б - «Тактайколь»

Необходимо подчеркнуть, что значения рисков рассчитаны в предположении, что все рассматриваемые категории населения употребляют сельскохозяйственную продукцию (мясо и молоко), полученную при выпасе лошадей и овец только на загрязненных территориях СИП. В случае если в состав рациона какой-либо из категорий населения входит «чистая», не содержащая радионуклиды продукция, для адекватной оценки радиационного риска необходимо учитывать вклад «чистой» и «грязной» продукции.

РАСЧЕТ ДОЗОВЫХ НАГРУЗОК И РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ ДЛЯ БИОТИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ ПАСТБИЩНЫХ ЭКОСИСТЕМ СИП

Анализ путей облучения пастбищной растительности

В результате лабораторных анализов почвенных образцов, отобранных на территориях испытательных площадок "Опытное поле" и "Балапан", были идентифицированы как естественные С°К, 232ТЬ, 238и, 226Ка), так и техногенные радионуклиды. К числу последних относятся радионуклиды, образовавшиеся в результате ядерных взрывов ("'Сэ, 90Эг, 152Ец, 154Еи), и изотопы

наведенной активности (60Со, ,52Еи, 154Еи), сформировавшиеся при взаимодействии нейтронов с химическими элементами фунта.

Объект, для которого оценивались дозовые нагрузки, представляет собой семена (генеративные органы) растений, входящих в состав луговых экосистем на территориях испытательных площадок "Опытное поле" и "Балапан" СИП. Анализируя характеристики радионуклидов, обнаруженных в пробах почвы, можно выделить следующие основные пути облучения генеративных органов травянистых растений, произрастающих на территории СИП:

• внешнее у-облучение от радионуклидов, содержащихся в почве;

• внешнее р-облучение от радионуклидов, содержащихся в верхнем почвенном слое;

• внутреннее облучение от а-излучающих радионуклидов, поступивших в растения корневым путем из почвы.

При определении геометрии источника у-облучения растений учитывался характер отбора почвенных образцов на территории СИП. На каждом экспериментальном участке пробы были взяты из двух почвенных слоев (0-5 и 5-10 см), которые можно представить в виде двух толстых бесконечных источников (бесконечных «пластин»). При этом принято допущение о равномерном распределении радионуклидов в пределах каждого слоя. Выделение слоев меньшего размера в пределах корнеобитаемого горизонта не представляется целесообразным, поскольку не известно детальное распределение радионуклидов по почвенному профилю.

При разработке концептуальной модели, предназначенной для оценки дозы, формируемой (3-излучением, в качестве источника рассматривался только верхний слой почвы. Это обусловлено небольшим пробегом р-частиц в почве (^ 1 см).

Дозовая нагрузка на компоненты травянистых растений от а-излучающих радионуклидов формируется в случае накопления радионуклидов в этих компонентах. Поскольку размеры генеративных органов растений велики по сравнению с пробегом а-частиц, мощность поглощенной дозы рассчитывалась как мощность дозы, создаваемой в бесконечном объеме поглощающего вещества с равномерным распределением радионуклидов.

Оценка дозовых нагрузок на растения

На основе использования разработанных моделей выполнены оценки доз облучения генеративных органов травянистых растений, произрастающих на территории СИП. Источниками формирования внутреннего облучения являются естественные радионуклиды (в основном 226Яа). Внешнее облучение формируется техногенными радионуклидами ("'Се, 903г, 90У, 152Еи, 154Еи) и естественными радионуклидами (40К, ^Ка).

Таблица 8. Концентрации радионуклидов (Бк/кг) на экспериментальных участках СИП

слои почвы,см

К

'"Со

"Се

Ей

"Ей

'°5г

Т1

25,8

849,е

6,7

943,4

311,9

< 0,6

179,8

5-10

24,6

721,9

<0,2

184,3

116,1

<0,6

73,8

Т2

0-5

44,9

619,2

1189,2

9745,8

58958,2

1726,0

1525,3

5-10

<7,7

692,4

918,2

7203,8

45116,8

1262,7

290,8

ТЗ

0-5

36,3

723,0

<0,2

506,8

42,5

< 0,6

40,8

5-10

24,1

926,9

<0,2

100,0

13,3

<0,6

33,7

Т4

0-5

18,8

974,4

<0,2

10,3

; 1,0

< 0,6

344,6

5-10

20,2

981,2

<0,2

7,4

< 1,0

<0,6

298,0

В1

В2

ВЗ

0-5

36,4

304,5

2523,!

10276,5

4835,3

2299,0

3406,0

5-10 0-5 5-10 0-5 5-10

<7,7 <7.7 < 7,7 22,6 21,2

423,7 338,2 518,0 882,2 872,5

3335,3 2987,6 3670,0 9,1 4,3

13062,6 13479,9 15925,9 94,9 29,2

6827,7 6030,7 7445,6 12,2 6,0

3191,2 2797,8 3504,4 5,1 <0,6

3946,5 4455,8 4372,5 34,7 22,6

Основой для реконструкции концентраций радионуклидов в почве послужили карты распределения плотности загрязнения ,37Сб и 903г на пастбищах СИП и данные на точках Т1-Т4 «Опытного поля», В1-ВЗ «Балапана», представленные в табл. 8. Точка ВЗ послужила прообразом «чистых» точек; точка Т2 рассматривалась как предельная точка для загрязненных территорий пастбища «Тактакойпь», точка В1 - как прообраз загрязненных участков территории пастбища «Атомное озеро». При выполнении реконструкции использованы литературные данные о соотношении концентраций 137Сз и 60Со, 152Еи, 154Еи в почве на территории СИП.

В табл. 9 представлены концентрации радионуклидов на территории пастбищ СИП. В табл. 10 и 11 показаны результаты расчетов дозовых нагрузок на луговую растительность пастбищных угодий СИП. Для упрощения при расчетах дозы облучения рассматривалась однослойная модель почвы, в рамках которой все радионуклиды равномерно распределены в пределах слоя почвы 010 см.

Таблица 9. Реконструированные концентрации радионуклидов в почве на пастбищах СИП

кБк V Зимовка «Тактайколь» Зимовка «Атомное озеро»

К Со ШС5 "'Ей Ей Яа К ""Со Се Ей Ей »"Бг

1,85 22 620 0 13 25 15 13 22 620 0 13 25 15 13

5,55 22 620 9 38 95 45 38 22 620 9 38 95 45 38

11,1 22 620 16 80 210 65 80 22 620 16 80 250 90 80

22,2 22 620 32 160 340 110 160 22 620 32 160 390 160 160

37 22 620 48 260 650 160 210 22 620 48 260 600 230 260

74 22 620 80 530 940 230 240 22 620 80 530 1400 680 530

185 22 620 160 1300 2600 450 260 22 620 160 1300 2750 1140 1300

370 22 620 590 2600 7900 770 400 22 620 590 2600 4680 2400 2600

740 22 620 930 5300 10800 1050 800 22 620 980 5300 7450 4450 4000

Таблица 10. Мощность дозы на травянистые растения на территории испытательной

площадки «Опытное поле», в ареале выпаса зимовки «Тактайколь» (мкГр/час)

кБк/м2 % площади 22еНз' 40к 60Со "7Сз '"Ей ,5'Еи 30Эг I

1,85 63,3 0,02 0,075 0,00 0,003 0,01 0,01 0,003 0,13

5,55 22,8 0,02 0,075 0,01 0,009 0,04 0,02 0,008 0,18

11,1 7,02 0,02 0,075 0,01 0,019 0,08 0,03 0,018 0,25

22,2 3,30 0,02 0,075 0,02 0,038 0,13 0,05 0,035 0,37

37 1,02 0,02 0,075 0,03 0,061 0,25 0,07 0,046 0,55

74 1,42 0,02 0,075 0,05 0,125 0,36 0,10 0,053 0,78

185 1,02 0,02 0,075 0,10 0,306 1,00 0,20 0,057 1,76

370 0,07 0,02 0,075 0,37 0,612 3,03 0,34 0,089 4,54

740 0,05 0,02 0,075 0,61 1,247 4,16 0,47 0,176 6,76

Таблица 11. Мощность дозы на травянистые растения, на территории испытательной

площадки «Бапапан», в ареале выпаса зимовки «Атомное озеро» (мкГр^час)

кБк/м2 % площади 226Яа «к иСо ,37Сз ,52Еч 154Еи '"Бг I

1,85 50,0 0,02 0,075 0,00 0,003 0,01 0,01 0,003 0,12

5,55 14,0 0,02 0,075 0,01 0,009 0,04 0,02 0,008 0,18

11,1 15,3 0,02 0,075 0,01 0,019 0,10 0,04 0,018 0,28

22,2 16,0 0,02 0,075 0,02 0,038 0,15 0,07 0,035 0,41

37 1,70 0,02 0,075 0,03 0,061 0,23 0,10 0,057 0,57

74 1,70 0,02 0,075 0,05 0,125 0,54 0,30 0,117 1,23

185 0,80 0,02 0,075 0,10 0,306 1,05 0,50 0,287 2,34

370 0,40 0,02 0,075 0,37 0,612 1,79 1,05 0,575 4,49

740 0,10 0,02 0,075 0,61 1,247 2,85 1,96 0,884 7,65

Анализ вклада различных источников облучения растений в формирование суммарных поглощенных доз

Вклад различных радионуклидов и видов излучения в формирование суммарных доз, поглощенных травянистыми растениями на территории СИП, рассчитаны для трех участков, расположенных на "Опытном поле" и на территории, прилегающей к "Атомному озеру". Для этих участков получена экспериментальная информация, характеризующая содержание радионуклидов в почве (табл. 8). Анализ представленной информации позволяет заключить, что для участков с высокой плотностью радиоактивного загрязнения значительный вклад в дозовую нагрузку на объекты биоты вносят 137Сб, 903г, 152Еи и 154Еи. На территориях с фоновыми уровнями радиоактивного загрязнения основным дозообразующим радионуклидом является 40К. При расчете дозовых нагрузок, формируемых а-излучением, значение относительной биологической эффективности (ОБЭ) принималось равным 5.

Суммарные поглощенные дозы для растений, произрастающих в ареалах выпаса сельскохозяйственных животных, определяются содержанием радионуклидов в почве отдельных участков, на которые разделены территории ареалов. В табл. 10 и 11 приведены дозовые нагрузки на растения в пределах ареалов выпаса. В качестве идентификатора участков используется плотность загрязнения почвы реперным радионуклидом - "'Се.

Оценка рисков воздействия радиационного фактора на растения

Риски, оцениваемые для компонентов биоты из территории Семипалатинского испытательного полигона, отражают вероятностный характер негативных последствий действия ионизирующего излучения на указанные объекты. Риски такого типа можно квалифицировать как радиоэкологические, поскольку их формирование обусловлено радиоактивным загрязнением экосистем (в рассматриваемом случае - луговых экосистем СИП).

Для оценки экологических рисков, в том числе и рисков влияния радиационного фактора, используются различные методы. Выбор метода определяется в первую очередь степенью информационного обеспечения показателей, необходимых для расчета. К таким показателям относятся характеристика действующего фактора (дозовая нагрузка) и чувствительность рассматриваемого объекта к действию этого фактора. Для формализации последнего показателя обосновываются критерии риска, выбор которых определяется особенностями рассматриваемых объектов и целями исследования. Поскольку в радиационной защите биоты вряд ли применим индивидуальный подход (Алексахин, 2004), критерии риска для компонентов окружающей среды следует выбирать на уровне популяций и сообществ.

К классу вероятностных рисков относятся нормативные риски, при расчете которых в качестве критериев риска используются утвержденные и рекомендованные к использованию нормативы, ограничивающие действие радиационного фактора. Для решения задачи, сформулированной в данной главе, - оценки рисков воздействия радиационного фактора на растения на территории СИП, в качестве унифицированных показателей использованы нормативные радиоэкологические риски. Необходимо отметить, что в настоящее время отсутствуют законодательно утвержденные международные нормативы, ограничивающие действие ионизирующего излучения на биоту. По этой причине при выполнении расчетов в качестве пороговых значений мощности дозы использовался ряд стандартов для наземной растительности, приведенных в литературе, - 400 и 100 мкГр/час. Кроме того, в качестве наиболее жесткого критерия рассматривался скрининговый предел мощности дозы, обоснованный в результате обработки накопленных данных для всех видов биоты, - 10 мкГр/час.

Расчет нормативных рисков для луговой растительности, подвергающихся облучению в результате радиоактивного загрязнения территории СИП, выполнялся следующим образом:

Risk = jP(D)clD :

D.V

где P(D) - плотность вероятности распределения дозовой нагрузки на луговую растительность, произрастающую на территориях зимовок; DN - дозовый предел для населения или рассматриваемого компонента окружающей среды.

С использованием формулы (4) оценивалась вероятность превышения нормативных значений дозовой нагрузки для популяции травянистых растений в условиях радиоактивного загрязнения конкретных территорий СИП.

Оценка рисков действия радиационного фактора на луговую растительность проведена для ареалов выпаса сельскохозяйственных животных (лошадей и овец) в районах расположения технических площадок "Опытное поле" и "Балапан". На этих участках расположены пастбища коллективных сельскохозяйственных предприятий, к которым относятся хозяйства "Чаганское" (зимовка "Атомное озеро") и "Акжарское" (зимовка "Тактайколь").

Выполнена оценка нормативных радиационных рисков (формула 4) для популяций травянистых растений на территориях рассматриваемых пастбищных угодий СИП. Величины радиационных рисков для луговой растительности, рассчитанные с использованием в качестве нормативов мощностей доз - 100 и 400 мкГр/час, являются пренебрежимо малыми. При учете самого жесткого критерия (10 мкГр/час) значения нормативных рисков расположены в диапазоне 2.0 10"6 - 8.2 104. Наиболее высокие уровни риска для луговой растительности зафиксированы в районе "Атомного озера". Значение этого показателя для загрязненного сектора на территории, прилегающей к "Атомному озеру", составило 8.2 10"4.

На основе оценок нормативных радиационных рисков для ценозообразующего компонента луговых экосистем СИП с использованием ряда дозовых стандартов для наземных растений, приведенных в литературе, можно сделать вывод о том, что ионизирующее излучение не оказывает значимого влияния на луговую растительность СИП. В то же время, на небольших участках полигона с высокими плотностями радиоактивного загрязнения возможны эффекты на клеточном и даже организменном уровнях биологической организации. Примером такого участка является территория в непосредственной близости от одной из аварийных скважин, в которой было проведено подземное ядерное испытание (площадка "Балапан"). Мощность дозы облучения травянистой растительности составляет в этих условиях 5.7 мГр/сут. Согласно данным, приведенным в публикации, при мощностях доз свыше 4.2-6.3 мГр/сут возможно проявление морфологических изменений у травянистых растений. Однако, небольшие размеры участка (несколько десятков метров) не позволяют, по всей видимости, сделать вывод о значимых нарушениях растительной популяции на обширных территориях, для которых выполнена оценка риска.

Результаты оценок нормативных радиационных рисков для растительности луговых экосистем СИП с использованием совокупности дозовых стандартов, показали, что ионизирующее излучение не оказывает негативного влияния на растительные популяции, распространенные в пределах значительных по размерам территорий. На небольших участках полигона с высокими плотностями радиоактивного загрязнения возможны эффекты на низших уровнях биологической организации. С этой точки зрения особое внимание требует проблема оценки генетических последствий, решение которой возможно в результате долговременных наблюдений за развитием живых сообществ на наиболее загрязненных площадках полигона.

Сравнительный анализ уровней радиационного воздействия на человека и компоненты биоты в результате радиоактивного загрязнения пастбищных экосистем СИП

Ведение сельскохозяйственного производства на территории СИП в условиях

радиоактивного загрязнения обуславливает необходимость анализа радиационных последствий для населения. Перманентному воздействию ионизирующего излучения, формируемого долгоживущими радионуклидами, подвергаются компоненты лугопастбищных экосистем СИП. С целью сравнительной оценки радиационного воздействия на различные категории населения и ценозообразующую компоненту этих экосистем, - травянистую растительность, ранее в работе были рассчитаны дозовые нагрузки и радиоэкологические риски.

Я Пастухи

О Население за пределами

СИП 13 Пастбищная растительность_

"Атомное озеро" 0,103 0,056

0,00002

"Тактайкопь" 0,019 0,01

0,000002

Рис. 7 Нормативные радиоэкологические риски для населения и пастбищной растительности, формирующиеся в результате радиоактивного загрязнения различных

территорий СИП

На рис. 7 отражены радиоэкологические риски, представляющие собой вероятности превышения дозового норматива для различных групп населения и лугопастбищных экосистем в районе расположения зимовок «Атомное озеро» и «Тактайколь».

Максимальные риски формируются для критической группы (пастухов), подвергающейся действию как внутреннего, так и внешнего облучения. Риски для населения, не участвующего в выпасе сельскохозяйственных животных, расположены в диапазоне от 1 % до 5,6 %. Аналогичные показатели для луговой растительности, рассчитанные с использованием в качестве нормативов совокупности дозовых стандартов, являются незначительными. Даже при использовании самого жесткого критерия (10 мкГр/ч) значения нормативных рисков составляют 2.0-10"6- 8.2-10^

Сопоставление радиоэкологических рисков, рассчитанных для человека и травянистой растительности, включенной Международной комиссией по радиологической защите (МКРЗ) в список референтных компонентов биоты, показало, что в настоящее время население СИП (особенно критическая группа) подвергается действию ионизирующего излучения в большей степени, чем растительные популяции. Этот вывод подтверждает основное положение антропоцентрической концепции МКРЗ - "если радиационными стандартами защищен человек, то защищена от действия ионизирующих излучений и биота" в отношении ценозообразующего компонента луговых экосистем СИП. Аналогичный вывод был сделан на основе анализа радиоэкологических последствий для отдаленного периода после аварии на Чернобыльской АЭС.

ВЫВОДЫ

1. Выполнен анализ радиоэкологической ситуации на Семипалатинском испытательном полигоне в отдаленный период после ядерных испытаний. Установлено, что территории

технических площадок "Опытное поле" и "Балапан", используемые для ведения сельскохозяйственного производства, характеризуются ярко выраженной неравномерностью радиоактивного загрязнения и включают участки с повышенным содержанием долгоживущих радионуклидов. Обоснована целесообразность использования вероятностных подходов для оценки уровней радиационного воздействия на население, проживающее на СИП и употребляющее загрязненную радионуклидами продукцию.

2. Разработана методология оценки рисков действия радиационного фактора на аграрные и природные экосистемы, основанная на сопоставлении уровней радиационного воздействия и критериев рисков. Разработаны этапы и методы расчета рисков как для населения, так и для объектов окружающей среды. Методы оценки рисков в зависимости от радиоэкологическо'1 ситуации предусматривают использование детерминистских и вероятностных подходов к описанию дозовых нагрузок и критериев риска.

3. На основе метода Монте-Карло с учетом распределений плотностей загрязнения почвенного покрова и параметров миграции "'Сэ и 90Бг выполнена оценка рисков превышения санитарно-гигиенических нормативов на содержание радионуклидов в сельскохозяйственной продукции на территории СИП. Установлено, что при выпасе сельскохозяйственных животных (лошадей и овец) на территории, прилегающей к зимовке «Атомное озеро», риски превышения нормативов содержания '37Сз и ^Бг в продукции животноводства (молоке и мясе) варьируют в диапазоне от 4 до 11% и от 2 до 18% соответственно. На территориях выпаса в районе зимовки «Тактайколь» риски существенно ниже и изменяются в диапазоне от 1,5 до 4% для 137Сб и от 1 до 7 % для 903г.

4. Оценены риски превышения дозовых нормативов для различных категорий населения Семипалатинского испытательного полигона. Установлено, что вероятности превышения допустимой дозовой нагрузки 1 мЗв/год для пастухов, выпасающих сельскохозяйственных животных в районе зимовки «Атомное озеро», составляет 10,3 %, а в районе зимовки «Тактайколь» - 1,9 %. Для населения, которое проживает за пределами полигона, но употребляет продукцию, полученную на территории зимовок «Атомное озеро» и «Тактайколь», риски составляют 5,6 и 1 %, соответственно.

5. На основе идентификации распределений дозовых нагрузок оценены радиоэкологические риски для растительности в пределах ареалов выпаса сельскохозяйственных животных. Расчет рисков с использованием дозовых пределов на биоту показал, что на этих территориях ионизирующее излучение не оказывает значимого влияния на пастбищную растительность. Вероятности превышения жесткого дозового критерия (10 мкГр/час) для этой компоненты биоты расположены в диапазоне 2.0 10"6 - 8.2 10"4.

6. Сопоставление уровней радиационного воздействия на человека и травянистую растительность (с использованием предложенных в настоящее время дозовых пределов), показало, что в настоящее время население СИП (особенно пастухи) подвергается действию ионизирующего излучения в большей степени, чем растительные популяции. Этот вывод подтверждает основное положение антропоцентрической концепции МКРЗ - "если радиационными стандартами защищен человек, то защищена от действия ионизирующих излучений и биота" в отношении ценозообразующего компонента пастбищных экосистем СИП.

СПИСОК РАБОТ ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1.Соломатин В.М., Спиридонов С.И. Дозы облучения населения в результате радиоактивного загрязнения луговых экосистем Семипалатинского испытательного полигона. Материалы П-й Открытой Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Молодёжь и наука XXI века». 24-26 апреля 2007 года, г. Ульяновск. Материалы конференции. Часть 2. С. 88-93

2. Соломатин В.М., Спиридонов С.И. Радиоэкологические риски для различных категорий населения семипалатинского испытательного полигона. IV региональная научная конференция «Техногенные системы и экологический риск». 26-27 апреля 2007 года, г. Обнинск. Тезисы докладов. С. 46-51

3. Соломатин В.М., Спиридонов С.И., Мукушева М.К. Расчет дозовых нагрузок на растительность луговых экосистем Семипалатинского испытательного полигона. Тезисы международной конференции. 3-5 сентября 2007, г. Курчатов, Казахстан. С. 59.

4. Спиридонов С.И., Соломатин В.М., Мукушева М.К., Баранов С.А. Оценка доз облучения различных категорий населения на территории Семипалатинского испытательного полигона. Тезисы международной конференции. 3-5 сентября 2007, г. Курчатов, Казахстан. С. 60.

5. Simulation of "7Cs and 90Sr Behavior in grassland ecosystems of the Semipalatinsk test site and prediction of radiation doses for the population. S.I. Spiridonov, M.K. Mukusheva, O.A. Shubina, V.M. Solomatin, S.A. Baranov. ISBN 978-7-302-15627-7

6. Спиридонов С.И., Санжарова Н.И, Тетенькин В.Л., Гераськин С.А., Панов А.В., Соломатин В.М., Епифанова И.Э., Карпенко Е.И. Методология оценки риска воздействия техногенных факторов различной природы на агроэкосистемы. Обнинск: ВНИИСХРАЭ, 2007. 68 с. ISBN 978-5-903386-048.

7. Соломатин В.М., Спиридонов С.И., Тетенькин В.Л., Мукушева М.К., Карпенко Е.И. Расчет дозовых нагрузок на растительность луговых экосистем Семипалатинского испытательного полигона. Вестник НЯЦ РК. 2007, вып. 4, с. 24-27.

8. Спиридонов С.И., Мукушева М.К., Соломатин В.М., Баранов С.А. Оценка доз облучения различных категорий населения на территории Семипалатинского испытательного полигона. Вестник НЯЦ РК. 2007, вып. 4, с. 28-31.

9. Спиридонов С.И., Тетенькин В.Л., Мукушева М.К., Соломатин В.М.. Карпенко Е.И. Оценка дозовых нагрузок и радиационных рисков для населения Семипалатинского испытательного полигона. Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, 21-22 февраля 2008 года, Томск. С. 113-115

10. Спиридонов С.И., Мукушева М.К., Шубина О.А., Соломатин В.М., Епифанова И.Э. Оценка доз облучения населения в результате радиоактивного загрязнения территории семипалатинского испытательного полигона. // Радиационная биология. Радиоэкология, 2008, том 48, №2, с. 218 -224.

11. Sergey I. Spiridonov, Maira К. Mukusheva, Vladimir M. Solomatin and Vladimir L. Tetenkin. Assessment of semistochastlc radiation risks for the public and biota within the Semipalatinsk Test Site. International Conference on Radioecology & Environmental Radioactivity. 15-20 June, in Bergen, Norway. P. 321-323.

12. Vladimir L. Tetenkin, Sergey I. Spiridonov, Maira K. Mukusheva and Vladimir M. Solomatin. A method of estimate non-regulatory stochastic risks implemented for vegetation of Semipalatinsk Test Site. International Conference on Radioecology & Environmental Radioactivity. 15 - 20 June, in Bergen, Norway. P. 328-331.

13. Спиридонов С.И., Тетенькин В.Л., Мукушева M.K., Соломатин В.М. Нормативные радиационные риски для населения и природных объектов на территории Семипалатинского испытательного полигона // Радиационная биология. Радиоэкология. 2008. Т. 48. № 6. С. 705-712.

14. S.I. Spiridonov, V.I. Tetenkin, М.К. Mukusheva, V.M. Solomatin, S.A. Baranov. Assessment of doses and corresponding radiation risks to the population and biota species at the areas affected by nuclear weapon testing at the STS. Joint ISTC - IAEA Workshop, 15-18 June 2009, Vienna. Austria. Book of reports, p. 13-17 ______

Заказ 2605 Тираж 100 Объём 1 п.л. Формат 60х841/-|б

Отпечатано в МП «С^бнинская типография» 249035 Калужская обл., г. Обнинск, ул. Комарова, 6

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Соломатин, Владимир Михайлович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ НА ТЕРРИТОРИИ СЕМИПАЛАТИНСКОГО

ИСПЫТАТЕЛЬНОГО ПОЛИГОНА (СИП)

1.1 Формирование радиоактивного загрязнения

1.2 Радиационная обстановка на СИП в отдаленный период после ядерных испытаний

1.3 Характеристика почвенно-растительного покрова

1.4 Особенности ведения сельскохозяйственного производства

1.5. Анализ подходов к оценке последствий радиоактивного загрязнения экосистем для населения и биоты

ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДЫ ОЦЕНКИ

РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ

2.1. Общая классификация радиоэкологических рисков ^

2.2. Фактические и прогностические риски

2.3. Методология оценки радиоэкологических рисков ^

2.3.1 Этапы оценки рисков для компонентов экосистем ^

2.3.2 Этапы оценки рисков для человека

ГЛАВА 3. ОЦЕНКА ДОЗОВЫХ НАГРУЗОК И РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ ДЛЯ НАСЕЛЕНИЯ СИП

В ОТДАЛЕННЫЙ ПЕРИОД

3.1. Оценка рисков превышения нормативов на содержание радионуклидов в сельскохозяйственной продукции

3.1.1. Характеристика территорий выпаса, прилегающих к зимовкам "Тактакойль" и "Атомное озеро"

3.1.2. Идентификация пространственных распределений долгоживущих радионуклидов в ареалах выпаса сельскохозяйственных животных ^ у

3.1.3. Расчет вероятностей превышения нормативов на содержание Сэ и 8г в продукции животноводства

3.2 Оценка рисков превышения дозовых нормативов для различных категорий населения СИП

3.2.1. Методы расчета дозовых нагрузок на население

3.2.2. Расчет вероятностей превышения допустимой дозовой нагрузки на человека

ГЛАВА 4. РАСЧЕТ ДОЗОВЫХ НАГРУЗОК И РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКИХ РИСКОВ ДЛЯ БИОТИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ ПАСТБИЩНЫХ ЭКОСИСТЕМ СИП В ОТДАЛЕННЫЙ ПЕРИОД

4.1. Анализ путей облучения пастбищной растительности

4.2 Разработка математических моделей для расчета доз облучения растительности ур

4.2.1 Дозиметрическая модель для оценки дозы от инкорпорированных а-излучателей уд

4.2.2. Дозиметрическая модель для оценки дозы внешнего облучения от у- и Р-излучателей

4.3 Оценка дозовых нагрузок на растения g

4.4 Анализ вклада различных источников облучения растений в формирование суммарных поглощенных доз ^

4.5 Оценка рисков воздействия радиационного фактора на растения

4.6 Сравнительный анализ уровней радиационного воздействия на человека и компоненты биоты в результате радиоактивного загрязнения пастбищных экосистем СИП ^

Введение Диссертация по биологии, на тему "Оценка радиоэкологических рисков для населения и биоты на территории Семипалатинского испытательного полигона"

Актуальность темы. На Семипалатинском испытательном, полигоне (СИП) с 1949 по 1989 гг. было проведено 456 ядерных испытаний с использованием 607 ядерных устройств [72]. В результате этих ядерных взрывов в окружающую среду поступило значительное количество долгоживущих радионуклидов, в том числе около 9-1016 Бк 137Сз. Основной вклад в радиоактивное загрязнение СИП внесли наземные и экскавационные (подземные с выбросом грунта) ядерные взрывы. К настоящему времени в результате физического распада радионуклидов и совокупности экологических процессов радиационная обстановка на СИП существенным образом изменилась. Экспериментальные исследования показывают, что на большей части Семипалатинского испытательного полигона и за его пределами концентрации долгоживущих радионуклидов в почве близки к фоновым значениям. Тем не менее, на некоторых участках технических площадок ("Опытное поле", "Балапан", "Дегелен") уровни радиоактивного загрязнения почвенного покрова достигают значимых величин [65, 54].

После открытия доступа на полигон в 1991 г. на его территории начата разведка полезных ископаемых, ведется промышленная добыча угля, производятся выпас скота и заготовка кормов. На СИП появились места постоянного проживания пастухов и членов их семей, стада овец и табуны лошадей выпасаются на всей территории СИП и, что наиболее важно, на участках, характеризующихся значительными уровнями радиоактивного загрязнения ("Опытное поле", район "Атомного озера") [58]. Биологически значимые радионуклиды (прежде всего 137Сб и 908г) являются источниками внутреннего и внешнего облучения населения, проживающего на территории СИП и употребляющего в пищу продукцию сельского хозяйства, производимую на полигоне. На основе использования комплекса моделей, описывающих поведение долгоживущих радионуклидов в луговых экосистемах СИП были проведены консервативные оценки накопления этих радионуклидов в животноводческой продукции [59]. Результаты расчетов показали, что при' выпасе лошадей и овец на наиболее загрязненных участках СИП' концентрации долгоживущих радионуклидов в продукции (молоке и мясе) смогут превышать нормативы.

Большая ¡площадь'загрязненных территорий, а также сложный* характер радиоактивных' выпадений» требуют, выработки- системных подходов к решению радиоэкологических проблем СИП. При= выработке таких подходов целесообразно учитывать опыт, приобретенный в результате изучения и ликвидации последствий крупных радиационных аварий. Анализ информации, накопленной за "чернобыльский" и более ранние периоды развития радиационной экологии, позволил выявить закономерности миграции радионуклидов и влияния ионизирующего излучения на живые объекты [57, 66]. В то же время следует подчеркнуть, что радиоэкологическая ситуация на полигоне во многом специфична, поскольку источниками загрязнения природных сред явились испытания ядерного оружия.

Распределение радионуклидов по территории СИП является неравномерным и носит характер либо протяженных "следов" от воздушных и наземных взрывов, либо локальных пятен, различающихся по площади и уровням загрязнения. В этой связи представляется целесообразной разработка и применение вероятностных подходов к оценке дозовых нагрузок и рисков для населения. Действию ионизирующего излучения на территории СИП" подвергается не только человек, но и компоненты биоты [81], среди которых необходимо выделить ценозообразующую компоненту -растительность пастбищных экосистем. Радиационные- эффекты в растительных популяциях также носят вероятностный' характер, поскольку их формирование определяется неопределенностью дозовых нагрузок и других факторов.

Научно обоснованная оценка радиоэкологической ситуации на СИП является необходимым элементом принятия решений по использованию территории полигона в хозяйственных целях. Методы расчета дозовых нагрузок и рисков могут применяться для "отработки" сценариев защитных мероприятий, направленных на смягчение последствий радиоактивного загрязнения технических площадок СИП.

Целью работы является оценка радиоэкологических рисков для населения и биоты на территории Семипалатинского испытательного полигона.

В числе основных задач исследования рассматривались:

• анализ радиоэкологической ситуации на территории СИП в отдаленный период после ядерных испытаний;

• разработка методологии и методов оценки рисков воздействия радиационного фактора на аграрные и природные экосистемы;

• оценка рисков превышения содержания радионуклидов в сельскохозяйственной продукции, производимой на территории СИП;

• оценка рисков превышения допустимого уровня дополнительного облучения для различных категорий населения на СИП;

• расчет дозовых нагрузок и радиоэкологических рисков для биотических компонентов пастбищных экосистем СИП;

• сравнительный анализ .уровней радиационного воздействия на человека и компоненты биоты в результате радиоактивного загрязнения пастбищных экосистем СИП.

Теоретическая значимость и научная новизна

Для оценки последствий радиоактивного загрязнения аграрных и природных экосистем разработана методология оценки радиоэкологических рисков, в которой представлена совокупность новых концептуальных подходов, этапов? и-методов! расчета рисков как для объектов ■ окружающей среды, так и для человека.

Впервые выполнена оценка рисков превышения содержания' радионуклидов в продукции животноводства на территории СИП с учетом вероятностных распределений плотностей загрязнения ареалов выпаса сельскохозяйственных животных и параметров миграции радионуклидов. Выполнена идентификация распределений дозовых нагрузок на различные категории населения, проживающего на Семипалатинском испытательном полигоне (СИП) и употребляющего загрязненную сельскохозяйственную продукцию. Параметры распределений дозовых нагрузок оценены для ареалов выпаса сельскохозяйственных животных и наиболее загрязненных секторов в пределах этих ареалов. Осуществлена оценка рисков превышения допустимого уровня дополнительного облучения для различных категорий населения СИП.

Установлены распределения доз облучения пастбищной растительности на территории СИП. Произведена оценка дозовых нагрузок и радиоэкологических рисков для этой компоненты пастбищных экосистем СИП. Сопоставлены уровни радиационного воздействия на население и травянистую растительность на основе оцененных показателей. Сравнение показало, что в настоящее время население СИП (особенно пастухи) подвергается действию ионизирующего излучения в большей степени, чем растительные популяции. Этот вывод подтверждает основное положение антропоцентрической концепции МКРЗ - "если радиационными стандартами защищен человек, то защищена от действия ионизирующих излучений и биота" в отношении ценозообразующего компонента пастбищных экосистем СИП.

Практическая значимость результатов исследований

Разработанные в ходе выполнения диссертационной работы методические подходы, а также конкретные результаты исследований могут быть использованы для научного обоснования возможности» передачи« территории СИП в хозяйственное использование.

Установлено, что максимальные значения радиоэкологических рисков для населения'СИП" (прежде всего, для пастухов) формируются^ при-выпасе лошадей и овец на пастбищных территориях, прилегающих к- "Атомному озеру". Это связано с тем, что вблизи "Атомного озера", образованного в результате экскавационного ядерного взрыва, встречаются участки со значительными плотностями радиоактивного загрязнения. На основе проведенных оценок сформулировано предложение по ограничению использования территории наиболее загрязненного сектора в пределах ареала выпаса сельскохозяйственных животных на площадке "Балапан" для производства продукции животноводства.

Комплекс дозиметрических моделей и методов расчета радиоэкологических рисков внедрен в систему мониторинга СИП, созданную на основе геоинформационных технологий [15]. Программное обеспечение на базе ГИС-технологий с учетом вероятностных подходов к расчету рисков позволяет оптимизировать процесс оценки последствий радиоактивного загрязнения территории СИП для населения. Разработанные подходы могут быть адаптированы для оценки рисков негативного воздействия на природные и аграрные экосистемы различных факторов нерадиационной природы.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Методология оценки рисков воздействия радиационного фактора на аграрные и природные экосистемы.

2. Результаты оценки рисков превышения нормативов на содержание радионуклидов в продукции* животноводства на территории СИП;

3. Итоги оценки рисков превышения допустимой дозовой нагрузки для населения, участвующего в выпасе сельскохозяйственных животных, и населения, проживающего за пределами полигона, но употребляющего продукцию, произведенную на СИП;

4. Результаты расчета дозовых нагрузок и радиоэкологических рисков для биотических компонентов луговых экосистем СИП.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на международных, всероссийских и региональных конференциях, в том числе: на II Открытой Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Молодёжь и наука XXI века» (Ульяновск, 2007); IV региональной научной конференции «Техногенные системы и экологический риск» (Обнинск, 2007); Международной конференции «Ядерная энергетика Республики Казахстан» (Курчатов, 2007); Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные вопросы медицинской и социальной реабилитации граждан, подвергшихся воздействию радиации» (Томск, 2008); International Conference on Radioecology & Environmental Radioactivity (Берген, 2008); Международном совещании «Joint ISTC - IAEA Workshop» (Вена, 2009); VI Съезде по радиационным исследованиям (радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность) (Москва, 2010).

Публикация работ. Основные результаты диссертации опубликованы в 14 печатных работах, в виде научных статей и тезисов докладов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, списка литературы из 89 наименований и приложения, изложена на 117 страницах, включает 35 рисунков и 18 таблиц.

Заключение Диссертация по теме "Радиобиология", Соломатин, Владимир Михайлович

выводы

1. Выполнен' анализ радиоэкологической ситуации- на Семипалатинском» испытательном полигоне в- отдаленный период после ядерных испытаний. Установлено, что территории технических площадок "Опытное поле" и "Балапан", используемые для ведения сельскохозяйственного производства, характеризуются ярко выраженной неравномерностью радиоактивного загрязнения и включают участки с повышенным содержанием долгоживущих радионуклидов. Обоснована целесообразность использования вероятностных подходов для оценки уровней радиационного воздействия на население, проживающее на СИП и употребляющее загрязненную радионуклидами продукцию.

2. Разработана методология оценки рисков действия радиационного фактора на аграрные и природные экосистемы, основанная на сопоставлении уровней радиационного воздействия и критериев рисков. Разработаны этапы и методы расчета рисков как для населения, так и для объектов окружающей среды. Методы оценки рисков в зависимости от радиоэкологической ситуации предусматривают использование детерминистских и вероятностных подходов к описанию дозовых нагрузок и критериев риска.

3. На основе метода Монте-Карло с учетом распределений плотностей загрязнения почвенного покрова и параметров миграции 137Сз и 908г выполнена оценка рисков превышения санитарно-гигиенических нормативов на содержание радионуклидов в сельскохозяйственной продукции на территории СИП. Установлено, что при выпасе сельскохозяйственных животных (лошадей и овец) на территории, прилегающей к зимовке «Атомное озеро», риски превышения нормативов содержания 137Сз и 908г в продукции животноводства (молоке и мясе) варьируют в диапазоне от 4 до 11% и от 2 до 18% соответственно. На территориях выпаса в районе зимовки «Тактайколь» риски существенно ниже и изменяются в диапазоне от 1,5 до 4% для 137Сб и от 1 до 7 % для 908г.

4. Оценены риски превышения» дозовых нормативов для различных категорий населения Семипалатинского испытательного полигона. Установлено, что'вероятности превышения'допустимой дозовой нагрузки 1 мЗв/год для* пастухов, выпасающих сельскохозяйственных животных в районе зимовки« «Атомное озеро», составляет 10,3 %, а-в > районе зимовки «Тактайколь» - 1,9 %. Для населения, которое проживает за- пределами полигона, но употребляет продукцию, полученную на' территории зимовок «Атомное озеро» и «Тактайколь», риски составляют 5,6 и 1 %, соответственно.

5. На основе идентификации распределений дозовых нагрузок оценены радиоэкологические риски для растительности в пределах ареалов выпаса сельскохозяйственных животных. Расчет рисков с использованием дозовых пределов на биоту показал, что на этих территориях ионизирующее излучение не оказывает значимого влияния на пастбищную растительность. Вероятности превышения жесткого дозового критерия (10 мкГр/час) для этой компоненты биоты расположены в диапазоне 2.0 10"6 — 8.2 10"4.

6. Сопоставление уровней радиационного воздействия на человека и травянистую растительность (с использованием предложенных в настоящее время дозовых пределов), показало, что в настоящее время население СИП (особенно пастухи) подвергается действию ионизирующего излучения в большей степени, чем растительные популяции. Этот вывод подтверждает основное положение антропоцентрической концепции МКРЗ - "если радиационными стандартами защищен человек, то защищена от действия ионизирующих излучений и биота" в отношении ценозообразующего компонента пастбищных экосистем СИП.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Научное обоснование возможности возвращения территории СИП в хозяйственное использование требует решения различных проблем, включающих радиоэкологические, экономические, социальные и психологические аспекты. Следует подчеркнуть, что радиоэкологические задачи, связанные с оценкой содержания радионуклидов в сельскохозяйственной продукции, производимой на территории полигона, и дозовых нагрузок на население, являются приоритетными. Уровни загрязнения продукции определяют организацию ведения сельского хозяйства на территории СИП и, как следствие, отражаются на экономических показателях. Информация о дозах облучения населения может оказывать влияние на психологическое состояние населения, проживающего на территории СИП и употребляющего загрязненную продукцию.

В результате выполненных исследований разработана методология оценки рисков превышения санитарно-гигиенических нормативов на содержание радионуклидов в сельскохозяйственной продукции, а также предельной дозы дополнительного облучения населения. Методы оценки радиоэкологических рисков были реализованы для различных категорий населения. Продемонстрирована предпочтительность использования вероятностных показателей для радиоэкологических оценок на полигоне.

На основе анализа полученных результатов установлено, что население СИП подвергается действию ионизирующего излучения в большей степени, чем растительность пастбищных экосистем. Этот вывод подтверждает основное положение антропоцентрической концепции Международной комиссии по радиологической защите - "если радиационными стандартами защищен человек, то защищена от действия ионизирующих излучений и биота". В то же время, наличие локальных участков, характеризуемых значительными плотностями радиоактивного загрязнения, вызывает необходимость выполнения исследований влияния радиационного фактора на объекты окружающей среды. К таким участкам относятся территории в непосредственной близости от аварийных скважин на технической площадке "Балапан".

Анализ радиоэкологических рисков для пастухов, участвующих в выпасе сельскохозяйственных животных на наиболее загрязненных участках СИП, продемонстрировал необходимость совершенствования параметрического обеспечения миграционных и дозиметрических моделей для этой категории населения. Эта процедура позволит получить детализированные оценки доз и рисков с учетом конкретных особенностей различных территорий выпаса сельскохозяйственных животных.

В рамках дальнейших радиоэкологических исследований на СИП представляется целесообразной разработка и совершенствование систем поддержки принятия решений (СППР). Этот этап представляется вполне закономерным, поскольку в рамках СППР интегрируется экспериментальная информация в виде баз данных, методы оценки дозовых нагрузок и радиоэкологических рисков, современные компьютерные и геоинформационные технологии. Такой комплексный подход позволит охватить все стороны крупномасштабной проблемы, связанной с оценкой и прогнозированием последствий радиоактивного загрязнения территории СИП, на современном научно-методическом уровне.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Соломатин, Владимир Михайлович, Обнинск

1. Акылбеков С.А., Мазуров А.К., Окунев Э.В., Губайдулин Р.А., Каряев В.А., Смольянинов А.Г. О комплексных региональных геологических исследованиях на территории Семипалатинского испытательного полигона // Вестник НЯЦ РК, выпуск 2. 2000. - С. 149-152.

2. Алексахин P.M. Радиоэкология и проблемы радиационной безопасности // Медиц. радиология и радиац. безопасность. 2006. Т. 51, № 1.С. 28-33.

3. Алексахин P.M., Фесенко C.B. Радиационная защита окружающей среды: Антропоцентрический и экоцентрический принципы // Радиационная биология. Радиоэкология. 2004. Т. 44, № i.e. 93-103.

4. Апсаликов К.Н., Гусев Б.И., Дусь В.И., Леонгардт Р.Б. Семипалатинское атомное озеро. Алматы: Гылым. - 1996.

5. Артемьев О.И, Умаров М.А., Ларин В.Н., Процкий А.В. Изучение особенностей распределения радионуклидов в радиоактивных выпадениях атмосферных ядерных взрывов на Семипалатинском полигоне // Вестник НЯЦ РК, выпуск 3(11). 2002. - С. 24-29.

6. Артемьев О.И., Ахметов М.А., Птицкая Л.Д. Радиоактивное загрязнение территории Семипалатинского полигона от атмосферных ядерных испытаний // Вестник НЯЦ РК, выпуск 3.-2000.-С. 29-34.

7. Артемьев О.И., Ахметов М.А., Птицкая Л.Д. Радионуклидное загрязнение территории бывшего Семипалатинского испытательного ядерного полигона // Вестник НЯЦ РК, выпуск 3(7).-2001.-С. 12-19.

8. Артемьев О.И., Стрильчук Ю.Р., Жумадилов К.Ш., Ларин В.Н. Современная радиационная обстановка на Семипалатинском испытательном полигоне // Вестник НЯЦ PK, выпуск 3. 2000. - С. 35-44.

9. Атлас почв СССР. М.: Колос, 1974.

10. Ахметов М.А., Артемьев О.И., Птицкая Л.Д., Синяев В.А. Радиационный мониторинг водотоков и проблемы реабилитации в горном массиве Дегелен Семипалатинского испытательного полигона // Вестник НЯЦ PK, выпуск 3. -2000.-С. 23-28.

11. Ахметов М.А., Ким A.A. Исследования радиационной обстановки на территории Семипалатинского испытательного полигона // Докл. на межд. Конференции 14-18 января 2001. — Вена. Австрия. — 2001. - 10 с.

12. Ахметов М.А., Птицкая Л.Д., Стрильчук Ю.Г., Осинцев А.Ю. Оценка радионуклидного загрязнения территории Актогайского района Карагандинской области // Вестник НЯЦ PK, выпуск 3'. 2002. - С. 30-37.

13. Баранов С. А. Разработка системы радиоэкологического мониторинга' на основе геоинформационных технологий. Дис. на соиск. уч. степени канд. биол. наук. Обнинск, 2009, 124fc.

14. Беляшов Д.Н., Мелентьев М.И., Мохов В.А. Возможности геолого-геофизического обследования и мониторинга объектов, подвергшихся воздействию мирных подземных ядерных взрывов // Вестник НЯЦ PK, выпуск 2. -2000. — С. 115-118.

15. Беляшова H.H., Русинова JI.A., Беляшов A.B., Смирнов A.A. Изучение влияния ядерных взрывов на окружающие горные породы и морфологию поверхности с целью разработки методов инспекции на местах // Вестник НЯЦ PK, выпуск 2. — 2000.-С. 105-110.

16. Беляшова H.H., Смирнов A.A., Крылов Г.Г., Абишев K.M., Синева З.В. Система автоматизированной обработки данных для изучения верхней части разреза в местах проведения подземных ядерных взрывов // Вестник НЯЦ PK, выпуск 2. — 2000.-С. 111-114.

17. Гусев Н.Г., Машкович В.П., Суворов А.П. Физические основы защиты от излучений. Том 1. Mi, Атомиздат, 1980, 461 с.

18. Дубасов Ю.В., Логачев В.А., Матущенко A.M., Смагулов С.Г. Хронология ядерных испытаний в атмосфере на Семипалатинском полигоне и их радиационная характеристика // Инф. бюллетень ЦНИИ-Атоминформ. 1996. - №6. - С. 3946.

19. Жариков С.К. Радиоэкологическое обследование южной части территории бывшего Семипалатинского испытательного полигона // Вестник НЯЦ РК, выпуск 3. 2000. - С. 58-61.

20. Израэль Ю. А. Радиоактивность при камуфлетных подземных ядерных взрывах. МАГАТЭ-ПЛ-3 88/22. Мирные ядерные взрывы // Материалы работы комиссии. Вена. - 1970. — С. 231-240.

21. Израэль Ю.А. Мирные ядерные взрывы и окружающая среда. -Л.: Гидрометеоиздат. 1974. - 135 с.

22. Израэль Ю.А. Радиоактивные выпадения после ядерных взрывов и аварий. С.-П.: «Пресс-погода». — 1996. - 355 с.

23. Израэль Ю.А., Стукин Е.Д., Цатуров Ю.С./ О возможности идентификации радиоактивных следов ядерных взрывов и реконструкции доз облучения населения с использованием анализа долгоживущих радионуклидов.// Метеорология и гидрология.- 1994.-№ 12.-С. 5-14.

24. Испытания ядерного оружия и ядерные взрывы в мирных целях СССР. 1949-1990 гг. под рук. В.Н. Михайлова. РФЯЦ ВНИИЭФ. Саров. - 1996. - 66 с.

25. Казакова Ю.И. Геологическое наследие Семипалатинского ядерного полигона // Вестник НЯЦ РК, выпуск 2. 2000. — С. 157-159.

26. Казахская ССР. Энциклопедия. Алма-Ата, 1998

27. Карта растительности Казахстана. Атлас Казахской ССР. Москва, 1982, т. 1

28. Коновалов В.Е., Грязнов О.В., Размещение объектовподземных ядерных испытаний на площадке Балапан

29. Семипалатинского испытательного полигона // Вестник НЯЦ РК, выпуск 2, 2000. - С. 101-104.

30. Коновалов В.Е., Пестов Е.Ю., Артемьев О.И., Ларин В.Н. Влияние стабилизации водного режима на экологию * горного массива Дегелен // Вестник НЯЦ РК, выпуск 3. 2000. — С. 148-152.

31. Коновалов В.Е., Пестов Е.Ю., Распопов Н.Я. Некоторые особенности подземных вод участка Балапан по данным текущего обследования глубоких скважин // Вестник НЯЦ РК, выпуск 2. 2002. - С. 96-99.

32. Крышев И.И., Сазыкина Т.Г. Имитационные модели динамики экосистем в условиях антропогенного воздействия ТЭС и АЭС., М., Энергоатомиздат, 1990, -184 с.

33. Логачев В.А. Из отчета по измерениям следа радиоактивного облака осколков деления (на П-2 в 1949 г.). Архивные материалы // Вестник научной программы «Семипалатинский полигон -Алтай». 1994. - №4. - С. 87-92.

34. Логачев В.А. Ядерные испытания на Семипалатинском полигоне и их влияние на окружающую среду // Вестник НЯЦ РК, выпуск 3. 2000. - С. 9-14.

35. Машкович В.П. Защита от ионизирующего излучения. М.; Энергоатомиздат, 1982, 296 с.

36. Моисеев A.A., Иванов В.И. Справочник по дозиметрии и радиационной гигиене. М., Энергоатомиздат, 1990, 215 с.

37. Мукушева М.К., Панин М.С., Такибаев Ж.С. Оценка отдаленных последствий воздействия долгоживущих радионуклидов на экосистемы Казахстана // Известия МОН РК и HAH PK. Серия биологическая и медицинская. 2003. - №3. - С. 92-99.

38. Нифонтов Б.И., Протопопов Д.Д., Ситников И.Е., Куликов А.В. Подземные ядерные взрывы. М.: Атомиздат. - 1965. - 160 с.

39. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009): Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. — М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. 100 с.

40. Отчет по обследованию неиспользованных скважин. Исследования радиационной обстановки на площадке Балапан. / Курчатов. - 1997. - 117 с. - Инв. №1254

41. Отчет по Проекту Международного научно-технического центра К-893 «Организация системы мониторинга состояния подземных вод на территории бывшего Семипалатинского испытательного полигона» / — Курчатов. 2004. - 307 с. - Инв. №3147.

42. Оценка поглощённых и эффективных доз ионизирующих излучений у населения, постоянно проживающего на радиоактивных следах атмосферных ядерных взрывов. МУ 2.6.1.11-40 ; утв. ГГСВ РФ 15.11.2000.

43. Оценка радиоэкологических рисков и обоснование необходимости защитных мероприятий для населения Семипалатинского испытательного полигона. Итоговый отчет по Договору №10/2008-11 от 30.06.08 г. ГНУ ВНИИСХРАЭ, Обнинск, 2008. 60 с.

44. Петров В.И., Касаткина В.И., Израэль Ю.А. Распространение радиоактивных продуктов на большие расстояния при подземных ядерных взрывах на выброс. Фонд ИИГ. 1969.

45. Почвы Казахской ССР : в 16-ти вып. 1960 - .Вып. 10 : Почвы Семипалатинской области / М. К. Колходжаев, Н. И. Котин, А. А. Соколов ; Академия наук Казахской ССР, Институт почвоведения. - Алма-Ата : "Наука" Казахской ССР, 1968. -475. - Б. ц.

46. Птицкая Л. Д. Современное состояние радиационной обстановки на территории испытательной площадки «Балапан» бывшего Семипалатинского полигона // Вестник НЯЦ РК, выпуск 3 «Радиоэкология. Охрана окружающей среды». 2002. -С. 7-13.

47. Публикация 91 МКРЗ. Основные принципы оценки воздействия ионизирующих излучений на живые организмы, за исключением человека. Редактор Я. Валентин. М., 2004, 76 с.

48. Радиационная обстановка. Отчет по контракту Б8\УА 01 -97-С-0015. Итоговый отчет по контракту БИА 001-94-С-0031. -Курчатов. 1998. - 324 с. -Инв. № 2170.

49. Сельскохозяйственная радиоэкология / Под. ред. Р.М. Алексахина, Н.А. Корнеева. М.: Экология, 1992.400с

50. Семиошкина H.A. Оценка радиологических последствий радиоактивного загрязнения территории Семипалатинского испытательного полигона. Дис. на соиск. уч. степени, канд. биол. наук. Обнинск, 2002.

51. Спиридонов С.И., Тетенькин В.Л., Мукушева М.К., Соломатин В.М. Нормативные радиационные риски для населения и природных объектов на территории семипалатинского испытательного полигона // Радиац. биология. Радиоэкология. 2008. Т. 48. № 6. С. 705-712.

52. Степанов Ю.С., Яценко В.Н., Мартишеня Е.П. и др. Дозы внешнего гамма-излучения в районах, прилегающих к территории запретной зоны войсковой части 52605. Отчет о НИР. ФондьтГНЦ РФ-ИБФ. Москва. - 1984.

53. Такибаев Ж.С. Рабочая модель миграции радионуклидов из мест подземных ядерных взрывов // Вестник НЯЦ РК, выпуск 3.-2003.-С. 37-43.

54. Тухватулин Ш.Т., Жотабаев Ж.Р., Кадыржанов К.К. и др. // Сб. матер. II Междунар. Конф. "Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде", Семипалатинск, 16-18 ноября 2002 г. Т. 2. Семипалатинск, 2002. С. 128-140.

55. Фесенко C.B. Действие радиационного фактора на экосистему пресноводного водоема. Дис. .канд. физ.-мат. наук. Москва, 1985, 182 с.

56. Фрид Ж. Ж. Загрязнение подземных вод. М.: Недра. — 1981. -304 с.

57. Хайн Дж., Браунелл Г. Радиационная дозиметрия. Перевод с англ. под ред. Н.Г. Гусева, К.А. Труханова. М., Издательство иностр. лит., 1958.

58. Ядерные испытания СССР. Том 1 // Коллектив авторов под рук. В.Н. Михайлова. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ. - 1997. - Т.1. - 286 с.

59. Ядерные испытания СССР: современное радиоэкологическое состояние полигонов. / Кол. авторов под рук. проф. В.А. Логачева М.: Изд.AT, 2002. - 639 е., ил.

60. Bird G., Thompson P., MacDonald С. et al. Supporting Document for the Priority Substances List Assessment of Release of Radionuclides from Nuclear Facilities (Impact om Non-Human Biota). Ottawa: Canadian Nuclear Safety Commission, 2000. 89 p.

61. Covello V.T., Merkhofer M.W. Risk Assessment Methods. Plenum Press. New York and London, 1993. 56 c.

62. D-ERICA: An integrated approach to the assessment and management of environmental risks from ionizing radiation. Project number FI6R-CT-2004-508847. Swedish Radiation Protection Authority, 2007. 82 p.

63. DOE Standard. A Graded Approach for Evaluation Radiation Doses to Aquatic and Terrestrial Biota. Washington: US Department of Energy, D.C. 20585, Project number ENVR-0011. US Department of Energy, 2000.

64. Framework for Assessment of Environmental Impact (2003). Radiation Effects on Plants and Animals (Eds. Dennis Woodhead, CEFAS, and Irene Zinger, EA), A project within the EC 5th Framework Programme,. FAS SET 2, Contract No FIGE-CT-2000-00102

65. Geraskin S.A., Fesenko S.V., Alexakhin R.M. Effects of nonhuman species irradiation after the Chernobyl NPP accident // Environment International. 2008. V. 34. № 5. P. 880-897.

66. IAEA (2006) Countermeasure strategies in rural areas in the long term after the Chernobyl accident. IAEA TC Project RER 09/074. Working materials. International Atomic Energy Agency, Vienna.

67. ICRP Publication 26. Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. Oxford: Pergamon Press, 1977.

68. ICRP Publication 60. Recommendations of the International Commission on Radiological Protection // Ann. ICRP. V. 21. Oxford: Pergamon Press, 1991.

69. Pentreath P.J. A system for. radiological protection of the environment: some thoughts and ideas. // J. Radiol: Protect, 1999; 19, No.2, P. 117-128.

70. Semioshkina N., Voigt G., Fesenko S., Savinkov A., Mukusheva M. A pilot study on the transfer of Cs-137 and Sr-90 to horse milk and meat // Journal of Environmental Radioactivity. 2006. - № 85. - P 84-93.

71. Thomson C. Ecosystem awareness // Nuclear Engineering. 2008. № 3.P. 12-13.