Оценка радиоэкологической ситуации в южных районах Калужской области, пострадавших от аварии на ЧАЭС, и разработка комплекса мер по их реабилитации

Иванова, Елена Геннадиевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Оценка радиоэкологической ситуации в южных районах Калужской области, пострадавших от аварии на ЧАЭС, и разработка комплекса мер по их реабилитации
ВАК РФ 03.01.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Оценка радиоэкологической ситуации в южных районах Калужской области, пострадавших от аварии на ЧАЭС, и разработка комплекса мер по их реабилитации"

005017658

з>

На пйпсцх рукописи

' ИВАНОВА Епсий Геннадиевна

ОЦЕНКА - .-И-'ЕСкОЯ СИТУАЦИИ

. В ЮЖНЫХ /О к- .ЯП - 2иОЙ ОБЛАСТИ, ПОСГР"* » V*-: V НА ЧАЭС,

Щ РАЗРАБОТКА Ч\»\ .. Г .Г.- ПЛ РЕАБИЛИТАЦИИ

Специалы ¡ость' 01,01.01 - Радиобиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 С Г'П —>

Обнинпк- 2012

005017658

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

Научный руководитель: доктор биологических наук

Панов Алексей Валерьевич

Официальные оппоненты:

Спиридонов Сергей Иннокентьевич, доктор биологических наук, заведующий лабораторией ГНУ ВНИИСХРАЭ Россельхозакадемии, г. Обнинск.

Брук Геннадий Яковлевич, кандидат технических наук, заведующий лабораторией ФБУН НИИРГ им. проф. П.В. Рамзаева, г. Санкт-Петербург.

Республиканское научно-исследовательское Ведущая организация: унитарное предприятие

«ИНСТИТУТ РАДИОЛОГИИ», г. Гомель

р. Защита состоится мая 2012 года в. часов на заседании

^ ^диссертационного совета Д 005.068.01 прі^Всероссийском научно* исследовательском институте сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии.

Отзывы на автореферат просим отправлять по адресу 249032, г. Обнинск, Киевское шоссе, 105 км, ГНУ ВНИИСХРАЭ Россельхозакадемии, Диссертационный совет. Факс: (48439) 6-80-66.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГНУ ВНИИСХРАЭ.

Автореферат разослан « ДУ*» C-i^f-^^-f _2012 года

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук Шубина O.A.

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Поступление радионуклидов в природные и аграрные экосистемы является следствием ядерных испытаний и радиационных аварий, а также нормализованных выбросов предприятий ядерного топливного цикла (Алексахин, 2006). Особую остроту проблема безопасности предприятий ЯТЦ приобрела в связи с авариями в Уиндскейле (Великобритания), Айдахо (США), ПО «Маяк» (СССР), АЭС Три Майл Айленд (США) и Чернобыльской АЭС (СССР) (Алексахин и др., 2001). Авария в 2011 г. на АЭС «Фукусима-1» еще раз продемонстрировала, что даже в таких высокотехнологичных странах как Япония не может быть гарантированно обеспечена радиационная безопасность населения в регионе размещения атомных станций (Keiichi et al„ 2012). В связи с этим, разработка подходов к оценке эффективности действий, направленных на уменьшение дозовых нагрузок на человека в условиях радиационных аварий, является актуальной проблемой.

Как показал опыт ликвидации последствий аварии на ЧАЭС, аварийный выброс может привести к долгосрочным (десятки лет) радиоэкологическим последствиям, когда радиоактивное загрязнение аграрных и природных экосистем определяет в течение длительного периода времени поступление радионуклидов в организм человека и последующее его облучение (Сельскохозяйственная радиоэкология, 1992). Сравнительный анализ доз облучения населения, проживающего на радиоактивно загрязненной территории, показывает, что максимальные уровни внутреннего облучения характерны для сельского населения, в основе рациона которого находятся местные продукты питания (Панов, 2009; Fesenko et al., 2001, 2007), в том числе и природные, отличающиеся во многих случаях повышенным содержанием радионуклидов (Кадука, 2001; Balonov, 2007; Countermeasure strategies, 2006).

В результате аварии на ЧАЭС радиоактивному загрязнению в России подвергся 21 административный субъект, в том числе южные районы Калужской области. За счет применения комплекса защитных мероприятий, а также радиоактивного распада нуклидов, их содержание в отдаленный после аварии период в сельскохозяйственном сырье и продукции значительно уменьшилось (Алексахин и др., 2009; Научные основы, 2009; Санжарова и др., 2011). Однако, специфические условия региона загрязнения (преобладание малоплодородных почв, определяющих высокие коэффициенты перехода радионуклидов в продукцию, а также сокращение в последние годы объемов применения реабилитационных мероприятий) привели к тому, что до настоящего времени в южных районах Калужской области не удается полностью обеспечить производство сельскохозяйственной продукции, отвечающей радиологическим

нормативам (Дубовая, 2001). Все это приводит к необходимости оценки современной радиоэкологической обстановки в районах Калужской области, пострадавших от аварии на ЧАЭС, включая населенные пункты (НП) и хозяйства коллективного сектора (КСХП), а также разработки оптимальных стратегий их реабилитации на основе комплекса радиологических, дозовых, экономических и социальных критериев.

Цепь и задачи исследования. Целью диссертационной работы являлась оценка радиоэкологической ситуации в загрязненных радионуклидами районах Калужской области в отдаленный период после аварии на ЧАЭС и разработка комплекса мер по их реабилитации.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Оценить роль факторов, влияющих на изменение поверхностной плотности загрязнения 137Сз сельскохозяйственных угодий на основе сравнительного анализа прогнозных оценок с данными реальных измерений.

2. Проанализировать современную радиоэкологическую обстановку в коллективных хозяйствах и сельских населенных пунктах, находящихся на территории Калужской области, подвергшейся воздействию после аварии на ЧАЭС, и оценить значимость факторов, определяющих формирование доз облучения населения.

3. Рассчитать риски превышения радиологических нормативов по содержанию радионуклидов 137Сз в сельскохозяйственной продукции в частном и коллективном секторах южных районов Калужской области.

4. Определить необходимость применения реабилитационных мероприятий в сельских населенных пунктах и коллективных хозяйствах Калужской области в отдаленный период после аварии на ЧАЭС.

5. Провести сравнительный анализ эффективности и дать обоснование оптимальной стратегии применения защитных мероприятий, направленной на снижение доз облучения населения южных районов Калужской области и получение сельскохозяйственной продукции, отвечающей радиологическим нормативам, с учетом затрат на проведение реабилитационных работ.

6. Разработать компьютерный модуль по эколого-экономическому обоснованию эффективности применения реабилитационных технологий в хозяйствах коллективного сектора.

Положения, выносимые на защиту:

1. Роль факторов, влияющих на изменение поверхностной плотности загрязнения 137Сэ сельскохозяйственных угодий.

2. Анализ современной радиоэкологической обстановки в коллективных хозяйствах и сельских населенных пунктах, находящихся на территории Калужской области, подвергшейся воздействию после аварийного выброса ЧАЭС.

3. Стратегия адресной реабилитации населенных пунктов Калужской области, включающая перечень оптимальных мероприятий для каждого населенного пункта, где необходимо их применение, радиологические показатели, затраты на реализацию контрмер и учет социальной приемлемости защитных мероприятий.

4. Компьютерный модуль по эколого-экономическому обоснованию эффективности реабилитационных технологий при производстве сельскохозяйственной продукции, удовлетворяющей радиологическим нормативам, на радиоактивно загрязненных территориях.

Предмет и объект исследования. Объектом исследования являются южные районы Калужской области, подвергшиеся воздействию от аварии на ЧАЭС. Предметом исследования являются проблема обеспечения радиационной безопасности населения, проживающего на радиоактивно загрязненных территориях Калужской области, а также вопросы производства сельскохозяйственной продукции, отвечающей установленным радиологическим нормативам.

Методологическая, теоретическая и эмпирическая база исследования. Методологической базой исследования является подход по обоснованию дифференцированных стратегий реабилитации загрязненных радионуклидами территорий на основе факторов, определяющих загрязнение сельскохозяйственной продукции и формирование доз облучения населения. В исследовании использован метод многокритериального анализа эффективности защитных мероприятий, реализованный в компьютерных системах поддержки принятия решений. Эмпирической базой исследования являются большой объем данных радиологического контроля, применение методов статистического анализа, а также использование в модельных расчетах современных систем поддержки принятия решений.

Научная новизна результатов исследования. Впервые показано, что при прогнозировании уровней загрязнения 137Сз сельскохозяйственных угодий, кроме распада радионуклидов, необходимо учитывать фактор проведения защитных и реабилитационных мероприятий. Оценены риски превышения радиологических нормативов в продукции растениеводства и животноводства, производящейся в коллективных и личных подсобных хозяйствах южных районов Калужской области. Показано, что максимальное накопление 137Сз наблюдается в травостое пойменных лугов, где не проводятся работы по коренному улучшению, что определяет риск производства продукции животноводства с превышением нормативов. Впервые, с использованием компьютерной системы поддержки принятия решений ¡ЗевСА, разработана стратегия адресной реабилитации населенных пунктов южных районов Калужской области, в которых существует риск превышения дозовых нагрузок

на население. Проведена оценка эффективности различных сценариев реабилитации с учетом социальной приемлемости контрмер и возможных затрат на их реализацию (экономического фактора).

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическое значение имеет разработка комплексного подхода к обоснованию системы мероприятий по адресной реабилитации радиоактивно загрязненных территорий, включающего проведение радиоэкологического мониторинга, ранжирование коллективных и личных подсобных хозяйств по степени потребности в реабилитации, моделировании развития радиоэкологической ситуации и обосновании оптимальных реабилитационных мероприятий. Разработанные в исследовании методы могут использоваться для долгосрочного прогнозирования радиоэкологической ситуации на территориях, загрязненных радионуклидами.

Для практики важными являются результаты, показывающие, что при планировании системы реабилитации южных районов Калужской области, в первую очередь, необходимо внедрение мероприятий по снижению загрязнения 137Cs продукции животноводства в личных подсобных хозяйствах сельских населенных пунктов. Разработан компьютерный модуль по оценке экономической эффективности реабилитационных технологий для производства в хозяйствах коллективного сектора сельскохозяйственной продукции, удовлетворяющей радиологическим нормативам.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. В соответствии с формулой специальности 03.01.01 «Радиобиология», охватывающей проблемы последствий ядерных катастроф, синдрома Чернобыля, радиоэкологии (п. 9), а также принципов и методов радиационного мониторинга (п. 10), в диссертационном исследовании представлены подходы к долгосрочному прогнозированию загрязнения радионуклидами сельскохозяйственных угодий, результаты радиоэкологического мониторинга южных районов Калужской области, система мероприятий по адресной реабилитации населенных пунктов, компьютерный модуль по оценке эколого-экономической эффективности реабилитационных технологий по производству сельскохозяйственной продукции, удовлетворяющей радиологическим нормативам.

Апробаиия и реализация результатов диссертации. Основные результаты работы доложены и обсуждены на международных и всероссийских конференциях, в том числе: на VII Региональной научной конференции «Техногенные системы и экологический риск» (Обнинск, 2010); VI съезде по радиационным исследованиям (Москва, 2010); Всероссийской научной конференции «Закономерности изменения почв при антропогенных воздействиях и регулирование состояния и функционирования почвенного покрова» (Москва, 2010). Апробация

диссертации состоялась на межлабораторном научном семинаре ВНИ-ИСХРАЭ 10 февраля 2012 г.

Результаты исследования были реализованы при выполнении работ, поддержанных грантами Российского гуманитарного научного фонда, Российскою фонда фундаментальных исследований и Правительства Калужской области, включая гранты: №08-06-59607а/Ц «Разработка стратегии адресной реабилитации населённых пунктов Калужской области, пострадавших от аварии на Чернобыльской АЭС, с учетом социально-психологического и экономического факторов»; №09-0497559 «Изучение механизмов поведения радиоактивных веществ в зависимости от гидроморфологических, почвенных и ландшафтных характеристик бассейнов рек (на примере бассейнов рек Рессета и Вы-тебеть на территории Калужской области)»; №10-06-59644а/Ц «Оценка радиологических рисков у населения, подверженного воздействию аварии на Чернобыльской АЭС (на примере южных районов Калужской области)»; №11-12-40018а/Ц «Разработка методологии и компьютерного модуля оценки эколого-зкономической эффективности технологий ведения сельскохозяйственного производства на территориях, загрязненных радионуклидами (на примере хозяйств южных районов Калужской области)».

Результаты исследований внедрены в Главном управлении МЧС России по Калужской области в рамках реализации ФЦП «Преодоление последствий радиационных аварий на период до 2015 года» (контракт №1/001-310/СП от 13.06.2011 г.), а также на кафедре сельскохозяйственной радиологии и экологии Калужского филйала РГАУ- МСХА им. К.А.Тимирязева.

Личный вклад диссертанта в разработку научных результатов, выносимых на защиту. Автором поставлена цель исследования, созданы базы данных по загрязнению радионуклидами земель, сельскохозяйственной продукции и характеристикам населенных пунктов южных районов Калужской области. Выполнена статистическая обработка данных и проведен их анализ. Разработана система оптимальных мероприятий по реабилитации населенных пунктов Калужской области. Сформулированы основные положения работы и выводы.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печат-. ных работ, в том числе три статьи в рецензируемых журналах из списка изданий, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 126 страницах машинописного текста, содержит 27 рисунков, 23 таблицы. Список литературы содержит 134 источника, в том числе 31 иностранный.

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность темы исследования, ставятся цель и задачи, решаемые в диссертации, обсуждается их научная новизна, теоретическая и практическая значимость.

Глава 1. Обзор литературы

В первой главе диссертационной работы представлен обзор литературы по проблеме производства сельскохозяйственной продукций, отвечающей радиологическим нормативам, в южных районах Калужской области, на различных этапах после аварии на ЧАЭС, а также о современном состоянии этого вопроса. Показано, что в 2010 г. в Калужской области площадь сельскохозяйственных угодий с плотностью загрязнения 137Cs свыше 37 кБк/м2 составляла 85 тыс. га, в том числе свыше 185 кБк/м2 более 4 тыс. га. Обсуждается изменение масштабов применения контрмер в Калужской области на различных этапах ликвидации последствий аварии на ЧАЭС. Показано, что радиационная обстановка в коллективных хозяйствах и сельских населенных пунктах стабилизировалась благодаря реализации защитных мероприятий по смягчению последствий аварии на ЧАЭС и только в единичных пробах наблюдается превышение радиологических нормативов в сельскохозяйственной продукции. Отмечено, что уже довольно продолжительное время реабилитационные мероприятия проводятся в ограниченных масштабах только в области ведения растениеводства, а контрмеры в животноводстве не применяются.

Глава 2. Оценка радиационно-экологической обстановки в южных районах Калужской области

Во второй главе представлен анализ факторов, влияющих на изменение поверхностной плотности загрязнения 137Cs сельскохозяйственных угодий. Исследование проведено на 155 участках в трех южных районах Калужской области. На каждом участке были отобраны пробы почвы, и определялась плотность загрязнения 137Cs в 2007 г. Ранее, на этих же участках также было проведено радиологическое обследование в период 1992-2005 гг., которое сопровождалось изучением их почвенных характеристик и сбором данных по проводимым защитным мероприятиям. На основе информации по первоначальному радиологическому обследованию участков были сделаны прогнозные оценки их уровней загрязнения 1 Cs по распаду радионуклида и полученные прогнозные расчеты были сопоставлены с данными измерений, выполненных в 2007 году. Сравнительный анализ полученных данных показал, что прогнозируемая плотность загрязнения 137Cs исследуемых участков

в 2007 г. отличалась от измеренной в среднем в большую сторону на 12% (рис. 1). Причинами таких различий могли стать: ошибки измерений, миграция 137Сэ в почве и трофических цепях, особенности ведения сельскохозяйственного производства и контрмеры.

2 ■2 ш

<я кО

X ф

о к о.

и (8 п

X I-

о с; с

к га

X X

Г)

з:

350

300

250

200

150

100 -

50 -

350

137 2

Расчетная плотность загрязнения Се, кБк/м

Рис. 1. Поле регрессии между расчетной и измеренной плотностями загрязнения "'Сэ исследуемых участков сельскохозяйственных угодий

Для выявления степени влияния этих факторов между парами расчетных (Ог) и измеренных (<Э/) значений плотности загрязнения 137Сэ участков в 2007 г. было найдено отношение (<2л/(Э/), полученные результаты разбиты на группы по каждому показателю (фактору) и проведена статистическая обработка выборок данных. Чем ближе отношение (Ог/ О/) к единице, тем точнее оказывается прогноз, основанный на учете только распада 137Сэ. Показано, что ежегодное отчуждение 137Св с продукцией не оказало влияния на точность прогнозов (рис. 2). Классификация участков по механическому составу почв на песчаные и суглинистые, а также по особенностям ведения сельхозпроизводства также не позволила определить, что эти факторы влияют на точность прогнозов (табл.1).

2.0

г ■ 0.16

® 1.5 X

О 10

Э о

0.8

0.95

о.тг J_ 08а 094 0.89 т Т

0.75

" J " і "

1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 Год первичного обследования

Рис. 2. Зависимость отношения О л/О/ от времени первичного обследования (г- коэффициент корреляции)

Таблица 1.

Зависимость отношения расчетной и измеренной плотностей загрязнения 137Сэ исследуемых участков от свойств почв и типа сельскохозяйственных угодий _

Классификатор Ср. геом. Q/Q, 95% Дов. инт. Коэффициент корреляции Число участков

Механический состав почв*

песчаные, супесчаные 1.06 0.15 0.90 46

легко-, среднесуглинистые 1.05 0.07 0.85 108

Тип сельскохозяйственных угодий

пашня 1.06 0.06 0.87 135

сенокосы и пастбища 1.08 0.31 0.85 20

* -1 участок из 155, расположенный на торфянике, в расчетах не учитывали

Для выявления степени влияния фактора контрмер на точность прогностических расчетов уровней загрязнения 137Cs сельскохозяйственных угодий, все участки были разделены на две группы. На 30% участков в период 1992-2005 гг. был проведен комплекс агротехнических работ.

Это повлияло на перераспределение радионуклидов в верхнем слое почвы. Показано, что без контрмер отношения (<Эг/0/) составили 1.03, а в случае их проведения были выше - 1.15. Различия между прогнозными оценками и реально определенными плотностями загрязнения 137Сз земель, обусловленные агротехническими мероприятиями, составляют 15-20%.

Изучены риски (вероятность) превышения радиологических нормативов в сельскохозяйственной продукции, производящейся в 45 коллективных общественных хозяйствах трех южных районов Калужской области (табл. 2) на основе модели рисков, предложенной в работе (Фесенко и др., 2004) по формуле 1.

Таблица 2.

Характеристика сельскохозяйственных угодий коллективных хозяйств южных районов Калужской области, где проводился мониторинг

Район Число хозяйств Пашня Сенокосы и пастбища

Число участков площадь, га Число участков площадь, га

Жиздринский 13 847 29982 530 15629

Ульяновский 17 861 37319 787 16052

Хвастовичский 15 1231 32109 776 19593

1 + ехр'-^' '0тн ед- (1)

где, V - риск (вероятность) производства сельскохозяйственной продукции с содержанием '"Сэ, превышающим нормативы, отн. ед.; и - среднее содержание '"Сэ в продукции Бк/кг; к, и к2 - индивидуальные коэффициенты для каждого вида продукции.

Анализ данных ранжирования хозяйств южных районов Калужской области по степени риска превышения радиологических нормативов в продукции растениеводства (зерно, картофель, овощи) показал (табл. 3), что она уже достаточно длительное время отвечает установленным нормативам СанПиН 2.3.2.1078-01 и не оказывает значимого влияния на формирование дополнительного облучения населения (риски как правило, менее 1%).

В 2010 г. в хозяйствах производилась основная масса сена с удельной активностью 137Сз гораздо ниже допустимого уровня (400 Бк/кг), при этом риск превышения норматива был также не более 1%. Риски превышения нормативов по содержанию 137Сэ в сенаже, в основном, находятся на уровне не выше 2%, однако в шести хозяйствах эти риски составляют около 5-6%. Основываясь на данных распределения

хозяйств по категориям рисков превышения норматива ВП 13.5.13/0601, можно сказать, что вероятность его превышения по 137Сз для кукурузы, выращиваемой на силос, будет не выше 1%. Расчет рисков превышения норматива СанПиН 2.3.2.1078-01 по содержанию 137Сз в молоке (100 Бк/л) показал, что для всех хозяйств рассматриваемых районов он не превысит 4% при среднем около 2%. Из 45 рассматриваемых хозяйств, в 21 уже в настоящее время вероятность превышения норматива по содержанию 137Сб в говядине ниже 10%, а в 24 хозяйствах может несколько превысить 10%-ный уровень.

Таблица 3.

Распределение хозяйств южных районов Калужской области по риску производства сельскохозяйственной продукции с содержанием "'Се, превышающим радиологические нормативы в 2010 г. (число хозяйств)

Вид продукции Риск превышения нормативов, %

< 1 1 -5 5-10 10-50 >50

Зерно 33 12 - - -

Картофель 45 - - - -

Овощи 45 - - - -

Сено 44 1 - - -

Сенаж - 39 6 - -

Силос 39 6 - - -

Молоко - 45 - - -

Говядина - - 21 24 -

В трех южных районах Калужской области находится 171 населенный пункт с постоянно проживающими в них жителями. Проведенные исследования позволили собрать полную информацию о 131 населенном пункте, так как остальные НП используются населением для временного проживания (как правило, в летнее время) или в них не ведутся личные подсобные хозяйства (табл. 4).

Таблица 4.

Административно-хозяйственная и радиологическая характеристика южных районов Калужской области

Район Число НП Число жителей, чел. Число частных коров, гол. Диапазон среднегодовых доз облучения населения в 2004 г., мЗв*

Жиздринский 52 4919 379 0.09-0.6

Ульяновский 54 7737 458 0.1-0.56

Хвастовичский 25 7787 866 0.12-1.2

Итого 131 20443 1703 0.09-1.2

* - Информационный сборник / Под ред. Г.Я. Брука, 2006.

Для оценки радиоэкологической обстановки в 131 НП Калужской области были собраны, обобщены и проанализированы следующие

данные на 2008 г.:

- об уровнях загрязнения 137Cs территории НП и лугопастбищных угодий в их окрестностях, на которых проводится выпас частного крупного рогатого скота;

- о структуре почвенного покрова лугов и пастбищ в районе НП;

- об удельной активности 137Cs в основных дозообразующих продуктах питания: молоко, говядина, свинина, картофель, грибы.

В 2010 г. из 131 НП в 120 в случае выпаса коров на наиболее загрязненных участках лугопастбищных угодий риск превышения норматива СанПиН 2.3.2.1078-01 содержания 137Cs в молоке составлял менее 5%, в 9 НП не превышал 10% и в 2 НП - Кцынь и Берестна риск составлял 14 и 18% (рис. 3). Оценка риска превышения норматива по содержанию 137Cs в говядине показала, что в 4 НП этот риск будет минимален, в 60 НП он не превысит 10%, в 55 риск превышения норматива будет менее 50% и в 12 НП риск может превысить 50%.

140

со

1 I

X 3

<и Ч а> о св К О

ч о К

120 100 -80 -60 -40 -20 0

□ Молоко И Говядина

1-5 5-10 10-50

Риск превышения норматива, %

>50

Рис. 3. Распределение сельских населенных пунктов южных районов Калужской области по степени риска производства продукции животноводства с содержанием 137Сз, превышающим нормативы СанПиН

2.3.2.1078-01 в 2010 г.

Поступление 137Сз из почвы в растения может изменяться вместе с ландшафтными характеристиками сельхозугодий. Наиболее высокие коэффициенты накопления 137Сз в растениях отмечены на пойменных участках рек. Поскольку в поймах рек коренное улучшение не проводится, получение кормов, отвечающих радиологическим нормативам, на таких участках является основной проблемой в наиболее загрязненных районах Калужской области (рис 4).

Маршрут Красное - Теребень (верхнее течение р. Рессета) 10

X I-

С)

(Я

X 0.1

0,01 35,16

35,28

35,18 35,2 35,22 35,24 35,26 Географическа долгота, град. Рис. 4. Пространственное распределение КН "'Се в луговой траве

Глава 3. Разработка стратегии адресной реабилитации населенных пунктов Калужской области Третья глава посвящена разработке системы мероприятий по адресной реабилитации населенных пунктов южных районов Калужской области. Из собранных сведений о населенных пунктах была сформирована база данных в системе поддержки принятия решений ИеЗСА (рис. 5).

;»Я)

5 1-21 Гсдае^й-к. ; !>? Ловзгъ. I «г-

¡ЗЛЛ'гедвс 1 PVKc.e-.--i

I 151 .^в^с-оа-л^г.»

С е.'"«»« гребся

С»-е «*с.оуюем }к&к/кв.»1

С»-13* * «мпе«« !6«/»х>

С* 9 (6к/кг}

С*- IX? ■ -гзвЛ** ¿Баг/кг,)

* ««окяса «*■» кФро*у

•^9»»"®»»« «н» к&рошу СюугвА! |2Йб.й

Рис. 5. База данных населенных пунктов южных районов Калужской области в системе /ЗеБСА

Выполненный в программе ИеЗСА расчет доз облучения населения на основе данных радиоэкологического мониторинга показал, что из 131 населенного пункта превышение порога среднегодовых доз облучения (1 мЗв/год) может наблюдаться у жителей 4-х населенных пунктов Калужской области, для которых необходима разработка системы реабилитационных мероприятий (табл. 5).

Таблица 5.

Характеристика населенных пунктов Калужской области с суммарной среднегодовой дозой облучения жителей выше 1 мЗв_

НП Район Число жите- Среднегодовая доза облучения населения, мЗв

лей, чел. внешняя внутренняя суммарная

Кцынь Ульяновский 110 0.41 0.74 1.15

Берестна Хвастовичский 17 0.49 0.83 1.32

Ловатянка Хвастовичский 4 0.72 0.55 1.27

Рессета Хвастовичский 14 0.50 0.55 1.05

В системе ЯеБСА рассматривается возможность применения семи различных типов защитных мероприятий. При разработке адресной реабилитации НП, рассматривались два варианта оценок: «экономический», когда предпочтение при оптимизации отдается самым малозатратным контрмерам, и «социальный», в котором приоритетом при выборе контрмер является отношение к ним местного населения. Для каждого НП в программе {^еЭСА были рассчитаны оба этих сценария. Стратегии адресной реабилитации, сформированные с учетом двух подходов, включают оптимальный набор мероприятий и последовательность их применения. Например, для реабилитации НП Берестна Калужской области наиболее эффективными будут являться: применение ферроцинсодержащих препаратов (ФСП) для всего поголовья частных коров этого населенного пункта (табл. 6). Далее необходимо проведение коренного улучшения наиболее загрязненных 137Сэ сенокосно-пастбищных угодий (КУ), используемых населением для выпаса частных коров, а также проведение организационного мероприятия - информирования населения о правилах сбора, переработки и потребления грибов (ИК). Таким образом, сельскохозяйственные мероприятия будут являться самыми эффективными.

Таблица 6.

Стратегия адресной реабилитации НП Берестна Калужской области

Вариант Мероприятие Среднегодовая доза облучения, мЗв Затраты, тыс. руб. Стоимость предотвращенной дозы, тыс. руб./чел.-Зв

внешняя внутренняя суммарная

Экономический нет 0.49 0.83 1.32 - -

ФСП 0.49 0.69 1.18 6 1176

КУ 0.49 0.63 1.12 40 2261

ИК 0.49 0.43 0.92 5 2409

Итого 51 2052

Социальный нет 0.49 0.83 1.32 - -

КУ 0.49 0.69 1.18 40 1897

ФСП 0.49 0.63 1.12 6 3529

ИК 0.49 0.43 0.92 5 2409

Итого 51 2052

Глава 4. Оценка эколого-экономической эффективности технологий ведения сельскохозяйственного производства в хозяйствах южных районов Калужской области

При оценке эффективности внедрения реабилитационных технологий в коллективных хозяйствах на радиоактивно загрязненных территориях, с целью производства продукции, удовлетворяющей радиологическим нормативам, предложено использовать две группы критериев:

I. Радиологические: удельная активность 137Cs в продукции (Бк/кг); доля продукции выше норматива (отн. ед.); предотвращенная коллективная доза облучения населения (чел.-Зв).

II. Экономические: рентабельность (%); прирост прибыли (руб./га); стоимость предотвращенной дозы (руб./чел.-Зв).

Для практического использования в сельхозпредприятиях такого подхода, в программе Excel MS Office разработан компьютерный модуль «Оценка эколого-экономической эффективности реабилитационных технологий в хозяйствах, расположенных на радиоактивно загрязненных территориях» (рис. 6).

Компьютерный модуль позволяет: оценить риски превышения радиологических нормативов в производимой продукции и коллективные дозы облучения населения; выбрать оптимальные реабилитационные технологии; оценить затраты на внедрение и экономическую эффективность технологий.

Тестирование работы модуля проведено на примере оценки эффективности известкования в дозе 3 т/га одного из наиболее загрязненных

Оценка эффективности реабилитационных технологий при ведении растениеводства на радиоактивно загрязненных территориях (ОЭРТ-Р)

Ззгмрмп« на удобрешИ

удобрен к*: К ¡ау.иигчмд* селитра 40%; Р ^двойном суперфосфат 49'": К кклге&ка* соль 40%} СаССй {кзвестаовая мука нзеос _______

СТОИМОСТЬ 1_ _

«*хмолог«ч«ских олеравдкЛ: I ■■ ■ ЧЖа^рув-

рубЛ руЗ.т руб.л

Соот*«тсг*у.о£«* иорикму: К* соо?**т«е:>">са»* нормативу; (вжтое^мяасгеанмг* гэдкняН

Характеристики реабипитационых технологий в растениеводстве

| Производство озиусй рта»

Рис. 6. Общий вид блоков Компьютерного модуля

•37Сз (290 кБк/м2} участка пашни №34 бывшего хозяйства «Авангард» Жиздринского района Калужской области (табл. 7). Почва участка песчаная, характеризующаяся повышенным переходом 137Сэ в растения, поэтому при оценках загрязнения продукции использовался консервативный подход (максимальные коэффициенты перехода). Анализ экономических показателей проведения известкования показала, что наиболее выгодным при данной технологии будет являться выращивание ячменя (рентабельность около 80%) и овса (рентабельность более 40%). Отмечена отрицательная рентабельность известкования при производстве озимой ржи, несмотря на высокую экологическую эффективность этого мероприятия для данного вида продукции. Несмотря на то, что после известкования часть продукции растениеводства будет превышать установленный норматив, при смешивании с аналогичной продукцией других участков, общая активность 137Сэ в этих зерновых будет значительно снижена за счет эффекта разбавления.

Таблица 7.

Радиологические и экономические характеристики производства зерновых при известковании в дозе 3 т/га участка пашни №34 бывшего _хозяйства «Авангард»

Показатель Озимая рожь Ячмень Овес

Норматив СвнПиН 2.3.2.2650-10, Бк/кг 60

Удельная активность '"Се исходная, Бк/кг 60 85 100

Риск превышения норматива исходный, отн. ед. 0.5 0.92 0.98

Удельная активность 137Сб конечная, Бк/кг 45 65 70

Риск превышения норматива конечный, отн. ед. 0.2 0.62 0.76

Стоимость известняковой муки, (руб./т) / внесения, (руб./га). 650 1 3 325

Цена реализации продукции в 2011 г., руб./ц. 450 440 440

Себестоимость производства в 2011 г., руб./ц. 340 320 260

Затраты на уборку урожая в 2011 г., руб./ц. 130 130 110

Урожайность (средняя в 2010 г.), ц./га 14 22 16

Рентабельность дополнительных затрат, % -14 81 47

Прирост прибыли, руб./га -176 1 780 828

Стоимость 1 чел.-Зв, тыс. руб. 2 074 - -

выводы

1. Определены факторы, влияющие на точность долгосрочного прогнозирования уровней загрязнения 137Сз сельскохозяйственных угодий, основными из которых являются радиоактивный распад и проведение защитных мероприятий. Показано, что различия (до 15-20%) между прогнозными (расчетными) оценками и реально определенными плотностями загрязнения земель обусловлены выносом радионуклидов за пределы пахотного слоя в результате проведения агротехнических мероприятий. На достоверность прогнозных расчетов значимого влияния отчуждение 137Сэ с фитомассой не оказывает.

2. Оценены риски превышения нормативов содержания 137Сэ в продукции растениеводства, производящейся в коллективном секторе южных районов Калужской области. Максимальные уровни содержания 137Сб в зерне - 30 Бк/кг, а в картофеле и овощах -15 Бк/кг, что 2-8 раз раза ниже нормативов СанПиН 2.3.2.1078-01. Риски производства продукции растениеводства с превышением установленных нормаггивов ничтожно малы - не более 1%.

3. Максимальные уровни загрязнения 137Сз сена в южных районах Калужской области составляют 270 Бк/кг, а сенажа 80 Бк/кг, что в 1.5 раза ниже установленных допустимых уровней. Риск превышения норматива в сене не выше 1%, а в сенаже не более 2%, однако в шести хозяйствах эти риски составляют 5-6%. Отмечено, что поступление 137Сз из почвы в растения может изменяться вместе с ландшафтными характеристиками сельскохозяйственных угодий. Наиболее высокие коэффициенты накопления 137Сз в продукции кормопроизводства отмечены на пойменных лугах.

4. Среднее содержание 137Сэ в молоке из коллективных хозяйств южных районов Калужской области составляет 15 Б к/л (максимальное - 90 Бк/л отмечено в одном хозяйстве при выпасе коров на наиболее загрязненных 137Сэ пойменных участках). Риск превышения норматива по содержанию 137Св в молоке не превысит 4%. Содержание 137Сз в говядине составляет 5-140 Б к/ кг (среднее 25 Бк/кг), что ниже норматива СанПиН 2.3.2.1078-01 (160 Бк/кг). В 21 хозяйстве риск превышения норматива по содержанию 137Сэ в говядине ниже 10%, в 24 хозяйствах может несколько превысить 10%-ный уровень. Введенные в 2010 г. СанПиН 2.3.2.2650-10, где смягчены требования по содержанию 137Сз в мясе (200 Бк/кг) позволяет уменьшить число хозяйств, где наблюдается риск превышения норматива на уровне более 10%.

5. Риски превышения норматива по содержанию 137Сэ в молоке, производящимся в частном секторе составили: в 120 населенных пунктах менее 5%, в 9 - менее 10% и в 2 этот риск составил 15 и 20%. Риск превышения норматива по содержанию 137Сэ в говядине составил: в 4 населенных пунктах 5%, в 60 - менее 10%, в 55 - менее 50% и в 12 может достигнуть 50%. Показано, что вклад сельскохозяйственных продуктов питания в дозу внутреннего облучения населения остается доминирующим (до 58%). Выделены четыре

населенных пункта (Кцынь, Берестна, Ловатянка, Рессета), в которых существует риск превышения дозовых нагрузок у жителей (выше 1 мЗв/пэд) в случае потребления населением местных продуктов питания, в том числе природных. В этих населенных пунктах установлены критические по внешнему облучению категории населения: полеводы, животноводы и лесники.

6. С помощью компьютерной системы поддержки принятия решений (ЗеЭСА разработаны два варианта стратегии адресной реабилитации четырех населенных пунктов Калужской области: «экономический» - предпочтение при оптимизации отдается самым малозатратным контрмерам, и «социальный» - приоритетом при выборе мероприятий является отношение к ним местного населения. При реабилитации населенных пунктов по «экономическому» варианту суммарная предотвращенная коллективная доза облучения населения составит 0.098 чел.-Зв, а при «социальном» - 0.108 чел.-Зв, при этом суммарные затраты на реабилитацию составят 221 и 255 тыс. руб., соответственно. Показано, что наиболее эффективными являются сельскохозяйственные мероприятия: проведение коренного улучшения сенокосов и пастбищ и применение ферроцинсодержащих препаратов, а также информирование населения о правилах сбора, переработки и потребления природной продукции.

7. Разработан компьютерный модуль для оценки экономической эффективности реабилитационных технологий при производстве на радиоактивно загрязненных территориях сельскохозяйственной продукции, удовлетворяющей радиологическим нормативам. 'Модуль позволяет оценивать экономические и радиологические характеристики эффективности проведения реабилитационных работ, а также виды продукции растениеводства, которые наиболее рентабельно производить на сельскохозяйственных угодьях. Показано, что на эффективность реабилитационных мероприятий оказывает влияние множество факторов: хозяйственных, экологических, экономических.

8. В настоящее время в южных районах Калужской области при производстве продукции растениеводства (зерновые, овощи, картофель) нет необходимости в проведении каких-либо реабилитационных мероприятий. Применение агромелиорантов должно основываться на традиционных технологиях, обеспечивающих повышение плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур.

Показано, что риск превышения нормативов в продукции животноводства существует только в случае выпаса коров на наиболее загрязненных 137Сэ пойменных лугопастбищных угодьях. При планировании системы реабилитационных мероприятий, в первую очередь, следует обратить внимание на меры по снижению загрязнения 137Сэ продукции животноводства в личных подсобных хозяйствах сельских населенных пунктов.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Работы, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Иванова Е.Г., Панов A.B., Музалевская A.A. Оценка необходимости реабилитации населенных пунктов Калужской области, пострадавших от аварии на Чернобыльской АЭС И Вестник РАСХН. 2009. №4. С. 21-24.

2. Иванова Е.Г., Панов A.B. Обоснование адресной реабилитации населенных пунктов Калужской области, пострадавших от аварии на Чернобыльской АЭС // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2010. Т. 55. №4. С. 6-12.

3. Панов A.B., Иванова Е.Г., Соломатин В.М., Дубынина М.А. Оценка факторов, влияющих на изменение плотности загрязнения 137Cs сельскохозяйственных угодий //Доклады РАСХН. 2011. №2. С. 28-31.

Материалы сборников научных трудов и тезисы докладов

4. Панов A.B., Иванова Е.Г., Музалевская A.A., Соломатин В.М., Карпенко Е.И. Разработка стратегии адресной реабилитации населенных пунктов Калужской области, пострадавших от аварии на Чернобыльской АЭС, с учетом социально-психологического и экономического факторов // Труды регионального конкурса научных проектов в области гуманитарных наук. Выпуск 10. - AHO «Калужский научный центр»,

2009. С. 331-346.

5. Иванова Е.Г., Панов A.B. Анализ вклада радионуклидсодержа-щих продуктов питания в формирование доз внутреннего облучения населения Калужской области в отдаленный период после аварии на Чернобыльской АЭС / Техногенные системы и экологический риск. Матер, докл. VII Региональной научной конференции, Обнинск: ИАТЭ,

2010. С. 56-60.

6. Спирин Е.В., Иванова Е.Г., Дикарев Д.В., Анисимов B.C., Ратни-кова Л.И., Соломатин В.М., Титов И.Е. Исследование коэффициентов накопления 137Cs в зависимости от почвенных и ландшафтных характеристик в пойме реки Вытебеть // Труды регионального конкурса научных проектов в области естественных наук. Выпуск 15. - Калуга, 2010. С. 161-165.

7. Иванова Е.Г., Панов A.B. Обоснование стратегии адресной реабилитации населенных пунктов Калужской области, пострадавших от аварии на Чернобыльской АЭС / VI съезд по радиац. исследованиям (радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность): Тез. докл. Москва, 25-28 октября 2010. М., 2010. Т. II. С. 91.

8. Панов A.B., Иванова Е.Г., Соломатин В.М., Карпенко Е.И., Титов И.Е. Оценка радиологических рисков у населения, подверженного воздействию

аварии на Чернобыльской АЭС (на примере южных районов Калужской области) // Труды регионального конкурса научных проектов в области гуманитарных наук. Выпуск 12. - Калуга: Издательство «Эйдос», 2011. С. 218-228.

9. Спирин Е.В., Иванова Е.Г., Дикарев Д.В., Анисимов B.C., Ратни-кова Л.И., Соломатин В.М., Титов И.Е. Исследования коэффициентов накопления 137Cs в зависимости от почвенных и ландшафтных характеристик в пойме реки Вытебеть / Закономерности изменения почв при антропогенных воздействиях и регулирование состояния и функционирования почвенного покрова: Материалы Всероссийской научной конференции. - М.: Почв, ин-т им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии, 2011. С. 384-387.

10. Спирин Е.В., Анисимов B.C., Иванова Е.Г., Дикарев Д.В., Рат-никова Л.И., Бахвалов A.B., Кочетков И.В., Соломатин В.М., Титов И.Е. Изучение механизмов поведения радиоактивных веществ в зависимости от гидроморфологических, почвенных и ландшафтных характеристик бассейнов рек (на примере бассейнов рек Рессета и Вытебеть на территории Калужской области) // Труды регионального конкурса научных проектов в области естественных наук. Выпуск 16. - Калуга, 2011. С. 189-195.

11. Панов A.B., Бакалова О.Н., Иванова Е.Г., Соломатин В.М., Титов И.Е., Карпенко Е.И. Разработка методологии и компьютерного модуля оценки эколого-экономической эффективности технологий ведения сельскохозяйственного производства на территориях, загрязненных радионуклидами (на примере хозяйств южных районов Калужской области) // Труды регионального конкурса научных проектов в области гуманитарных наук. Выпуск 13. - Калуга: Издательство AHO КРНЦ им. A.B. Дерягина, 2012. С. 106-115.

Заказ№1(12) ТиражЮОзкз. Объём 1 п.л. Формат60*841/16

Отпечатано в информационно-издательской группе

ГНУ ВНИИСХРАЭ Россельхозакадемии

249032, г. Обнинск, Калужской обл., Киевское шоссе, 109 км.

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Иванова, Елена Геннадиевна, Обнинск

61 12-3/1049

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ РАДИОЛОГИИ И АГРОЭКОЛОГИИ

На правах рукописи £ "

Иванова Елена Геннадиевна

ОЦЕНКА РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ В ЮЖНЫХ РАЙОНАХ КАЛУЖСКОЙ ОБЛАСТИ, ПОСТРАДАВШИХ ОТ АВАРИИ НА ЧАЭС, И РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА МЕР ПО ИХ

РЕАБИЛИТАЦИИ

Специальность: 03.01.01 - радиобиология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор биологических наук, Панов А.В.

Обнинск - 2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 11

1.1. Радиационная обстановка на территории Калужской области 11

1.2. Агроэкологическая и радиологическая характеристика южных районов Калужской области 13

1.2.1. Почвенно-климатические условия 13

1.2.2. Загрязнение 137Ся сельскохозяйственной продукции 17

1.2.3. Загрязнение 137 Ся продукции растениеводства 18

1.2.4. Загрязнение 137Су продукции кормопроизводства и животноводства 20

1.3. Защитные мероприятия на территории Калужской области 22

1.3.1. Защитные мероприятия в области ведения растениеводства 24

1.3.2. Защитные мероприятия в области ведения животноводства 26 ГЛАВА 2. ОЦЕНКА РАДИАЦИОННО-ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ В ЮЖНЫХ РАЙОНАХ КАЛУЖСКОЙ ОБЛАСТИ 30

2.1. Анализ факторов, влияющих на изменение поверхностной плотности загрязнения 137Сб сельскохозяйственных угодий. 30

137

2.2. Оценка рисков превышения нормативов содержания Сб в сельскохозяйственной продукции, производящейся в южных районах Калужской области 40

2.2.1. Риски превышения радиологических нормативов содержания

137Сб в продукции хозяйств коллективного сектора 43

2.2.2. Риски превышения радиологических нормативов содержания 137Сз в продукции личных подсобных хозяйств 47

2.3. Анализ радиоэкологической обстановки в населенных пунктах южных районов Калужской области 49

2.3.1. Характеристика населенных пунктов 49

2.3.2. Радиоэкологический мониторинг населенных пунктов 52

2.4. Особенности поведения 137С8 в зависимости от гидроморфологических, почвенных и ландшафтных характеристик бассейнов рек Рес-сета и Вытебеть на территории Калужской области 59

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА СТРАТЕГИИ АДРЕСНОЙ РЕАБИЛИТАЦИИ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ КАЛУЖСКОЙ ОБЛАСТИ 64

3.1. Характеристика СППР ЯеБСА 65

3.2. Создание базы данных с характеристиками населенных пунктов СППР Яе8СА и оценка доз облучения населения 77

3.3. Дозы внешнего облучения критических групп жителей сельских населенных пунктов Калужской области 79

3.4. Стратегия адресной реабилитации населенных пунктов Калужской области 81 ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЙ ВЕДЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА В ХОЗЯЙСТВАХ ЮЖНЫХ РАЙОНОВ КАЛУЖСКОЙ ОБЛАСТИ 88

4.1. Обзор методов эколого-экономического обоснования реабилитационных технологий в сельском хозяйстве 88

4.2. Подходы к оценке общественной (народнохозяйственной) эффективности реабилитационных технологий 91

4.3. Методы оценки экономической эффективности сельскохозяйственных реабилитационных технологий 93

4.4. Разработка компьютерного модуля оценки эколого-экономической эффективности реабилитационных технологий 96

4.5. Тестирование компьютерного модуля оценки эколого-экономической эффективности реабилитационных технологий 101 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 104 ВЫВОДЫ 106 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 109

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Поступление радионуклидов в природные и аграрные экосистемы является следствием ядерных испытаний и радиационных аварий, а также нормализованных выбросов предприятий ядерного топливного цикла [3]. Особую остроту проблема безопасности предприятий ЯТЦ приобрела в связи с авариями в Уиндскейле (Великобритания), Айдахо (США), ПО «Маяк» (СССР), АЭС Три Майл Айленд (США) и Чернобыльской АЭС (СССР) [2]. Авария в 2011 г. на АЭС «Фукусима-1» еще раз продемонстрировала, что даже в таких высокотехнологичных странах как Япония не может быть гарантированно обеспечена радиационная безопасность населения в регионе размещения атомных станций [126]. В связи с этим, разработка подходов к оценке эффективности действий, направленных на уменьшение дозовых нагрузок на человека в условиях радиационных аварий, является актуальной проблемой.

Как показал опыт ликвидации последствий аварии на ЧАЭС, аварийный выброс может привести к долгосрочным (десятки лет) радиоэкологическим последствиям, когда радиоактивное загрязнение аграрных и природных экосистем определяет в течение длительного периода времени поступление радионуклидов в организм человека и последующее его облучение [85]. Сравнительный анализ доз облучения населения, проживающего на радиоактивно загрязненной территории, показывает, что максимальные уровни внутреннего облучения характерны для сельского населения, в основе рациона которого находятся местные продукты питания [62, 70, 107, 109], в том числе и природные, отличающиеся во многих случаях повышенным содержанием радионуклидов [43,104, 114].

еле аварии период в сельскохозяйственном сырье и продукции значительно уменьшилось [5, 58, 80, 133]. Однако, специфические условия региона загрязнения (преобладание малоплодородных почв, определяющих высокие коэффициенты перехода радионуклидов в продукцию, а также сокращение в последние годы объемов применения реабилитационных мероприятий) привели к тому, что до настоящего времени в южных районах Калужской области не удается полностью обеспечить производство сельскохозяйственной продукции, отвечающей радиологическим нормативам [35]. Все это приводит к необходимости оценки современной радиоэкологической обстановки в районах Калужской области, пострадавших от аварии на ЧАЭС, включая населенные пункты и хозяйства коллективного сектора, а также разработки оптимальных стратегий их реабилитации на основе комплекса радиологических, дозовых, экономических и социальных критериев.

Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы являлась оценка радиоэкологической ситуации в загрязненных радионуклидами районах Калужской области в отдаленный период после аварии на ЧАЭС и разработка комплекса мер по их реабилитации.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Оценить роль факторов, влияющих на изменение поверхностной плотности загрязнения ШС8 сельскохозяйственных угодий на основе сравнительного анализа прогнозных оценок с данными реальных измерений.

3. Рассчитать риски превышения радиологических нормативов по содержанию радионуклидов 137С8 в сельскохозяйственной продукции в частном и коллективном секторах южных районов Калужской области.

Положения, выносимые на защиту:

1. Роль факторов, влияющих на изменение поверхностной плотности за-

грязнения С8 сельскохозяйственных угодий.

Научная новизна результатов исследования. Впервые показано,

137

что при прогнозировании уровней загрязнения Сэ сельскохозяйственных угодий, кроме распада радионуклидов, необходимо учитывать фактор проведения защитных и реабилитационных мероприятий. Оценены риски превышения радиологических нормативов в продукции растениеводства и животноводства, производящейся в коллективных и личных подсобных хозяйствах южных районов Калужской области. Показано, что максимальное накопление 137Сб наблюдается в травостое пойменных лугов, где не проводятся работы по коренному улучшению, что определяет риск производства продукции животноводства с превышением нормативов. Впервые, с использованием компьютерной системы поддержки принятия решений ЯеБСА, разработана стратегия адресной реабилитации населенных пунктов

южных районов Калужской области, в которых существует риск превышения дозовых нагрузок на население. Проведена оценка эффективность различных сценариев реабилитации с учетом социальной приемлемости контрмер и возможных затрат на их реализацию (экономического фактора).

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическое значение имеет разработка комплексного подхода к обоснованию системы мероприятий по адресной реабилитации радиоактивно загрязненных территорий, включающего проведение радиоэкологического мониторинга, ранжирование коллективных и личных подсобных хозяйств по степени потребности в реабилитации, моделировании развития радиоэкологической ситуации и обосновании оптимальных защитных и реабилитационных мероприятий. Разработанные в исследовании методы могут использоваться для долгосрочного прогнозирования радиоэкологической ситуации на территориях, загрязненных радионуклидами.

южных районов Калужской области, система мероприятий по адресной реабилитации населенных пунктов, а также компьютерный модуль по оценке эколого-экономической эффективности реабилитационных технологий по производству сельскохозяйственной продукции, удовлетворяющей радиологическим нормативам.

Апробация и реализация результатов диссертации. Основные результаты работы доложены и обсуждены на международных и всероссийских конференциях, в том числе: на VII Региональной научной конференции «Техногенные системы и экологический риск» (Обнинск, 2010); VI съезде по радиационным исследованиям (Москва, 2010); Всероссийской научной конференции «Закономерности изменения почв при антропогенных воздействиях и регулирование состояния и функционирования почвенного покрова» (Москва, 2010). Апробация диссертации состоялась на межлабораторном научном семинаре ВНИИСХРАЭ 10 февраля 2012 г.

Результаты исследования были реализованы при выполнении работ, поддержанных грантами Российского гуманитарного научного фонда, Российского фонда фундаментальных исследований и Правительства Калужской области, включая гранты: №08-06-59607а/Ц «Разработка стратегии адресной реабилитации населенных пунктов Калужской области, пострадавших от аварии на Чернобыльской АЭС, с учетом социально-психологического и экономического факторов»; №09-04-97559 «Изучение механизмов поведения радиоактивных веществ в зависимости от гидроморфологических, почвенных и ландшафтных характеристик бассейнов рек (на примере бассейнов рек Рессета и Вытебеть на территории Калужской области)»; №10-06-59644а/Ц «Оценка радиологических рисков у населения, подверженного воздействию аварии на Чернобыльской АЭС (на примере южных районов Калужской области)»; №11-12-40018а/Ц «Разработка методологии и компьютерного модуля оценки эколого-экономической эффективности технологий ведения сельскохозяйственного

производства на территориях, загрязненных радионуклидами (на примере хозяйств южных районов Калужской области)».

Результаты исследований внедрены в Главном управлении МЧС России по Калужской области в рамках реализации ФЦП «Преодоление последствий радиационных аварий на период до 2015 года» (контракт №1/001-310/СП от 13.06.2011 г.), а также на кафедре сельскохозяйственной радиологии и экологии Калужского филиала РГАУ - МСХА им. К.А.Тимирязева.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе три статьи в рецензируемых журналах из списка изданий, рекомендованных ВАК РФ.

Автор выражает глубокую признательность научному руководителю доктору биологических наук A.B. Панову; академику РАСХН P.M. Алек-сахину; член-корр. РАСХН Н.И. Санжаровой; доктору биологических наук Е.В. Спирину; кандидату биологических наук В.Г. Дубовой, коллегам из ФГБУ «Калугаагрохимрадиология», содействовавшим выполнению данной работы.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Радиационная обстановка на территории Калужской области

Вследствие аварии на Чернобыльской АЭС радиоактивному за-

137 2

грязнению Cs более 37 кБк/м подверглись десять районов Калужской области: Ульяновский, Хва�

Информация о работе

Иванова, Елена Геннадиевна
кандидата биологических наук
Обнинск, 2012
ВАК 03.01.01

Диссертация

Оценка радиоэкологической ситуации в южных районах Калужской области, пострадавших от аварии на ЧАЭС, и разработка комплекса мер по их реабилитации - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы