Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Территориальные закономерности радиоактивного загрязнения местности цезием-137 на Европейской части России и в странах Ближнего Зарубежья

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Территориальные закономерности радиоактивного загрязнения местности цезием-137 на Европейской части России и в странах Ближнего Зарубежья"

г?

, и ел • -. ■

ИНСТИТУТ ГЛОБАЛЬНОГО КЛИМАТА И ЭКОЛОГИИ ФЕДЕРАЛЬНОЙ СЛУЖБЫ РОССИИ ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

На правах рукописи

КВАСНИКОВА ЕЛЕНА ВАЛЕНТИНОВНА

УДК 504.53+(539.16:546.36)+91

ТЕРРИТОРИАЛЬНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ МЕСТНОСТИ ЦЕЗИЕМ-137 НА ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ И В СТРАНАХ БЛИЖНЕГО ЗАРУБЕЖЬЯ

11.00.11 - охрана окружающей среди и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации.на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва - 1993

Работа выполнена в Институте глобального климата и экологии Росгидромета и РАН.

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор ФРИДМАН Ш.Д.

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, профессор ПЕРЕЛЬМАН А.И. кандидат географических наук ПЕТРОВ В.Н. '

Ведущая организация: Институт прикладной геофизики Росгидромета

Защита диссертации состоится "ЛО" ОСГЛ^рЛ^ 1й93г. в "-/^" часов на заседании специализированного совета К.003.36.01. в Институте глобального климата и экологии по адресу: 107258, Москва, Глебовская, 20 б.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГКЭ.

Автореферат разослан " 3 " ССХ?\ 993г.

Ученый секретарь специализированного совета

кандидат геолого-минералогических наук Т.Г.ОРЛОВА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. В настоящее время радиоактивное загрязнение Европейской части России и стран ближнего зарубежья определяется выпадениями цезия-137 в результате Чернобыльской аварии. 1986 года. Выявление территориальных закономерностей распределения в пространстве этого радионуклида позволяет оценить масштабность крупнейшей ядерной аварии, а также провести районирование и оценку территорий по уровням загрязнения. Актуальность работы определяется необходимостью создания карт радиоактивного загрязнения разных масштабов и тематических нагрузок для выполнения Закона Российской Федерации от 15.05.92 о социальной, защите граждан, подвергшихся воздействию радиации вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС и аналогичных законов стран ближнего зарубежья.

ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является выявление пространственных закономерностей распределения на больших территориях наиболее распространенного в настоящее время долгоживущего искусственного радионуклида цезия-137. обусловленного аварией на ЧАЭС.

Для выполнения поставленной цели соискателем решались следующие ЗАДАЧИ: 1) обосновать планирование аэрогамма-спектральных исследований больших территорий для создания карт загрязнения местности изучаемым радионуклидом; 2) оценить достоверность исходного материала (данных гамма-съемок), полученного в разных ландшафтах в условиях современной радиационной обстановки; 3) разработать методические положения ландшафтного пробоотбора почв для сводного картографирования загрязнения территорий цезием-137; 4) на основе полученных с учетом разработанных методических положений карт загрязнения местности цезием-137 выявить региональные за-

кономерности распределения выпадений этого радионуклида: 5) разработать принципы мелкомасштабного радиационно-ландшафтного районирования на основе полученных выводов о закономерностях распределения выпадений цезия-137 и провести такое районирование на примере физико-географического региона, претерпевшего заметное воздействие аварии на ЧАЭС; 6) провести первичную радиоэкологическую оценку информации с карт загрязнения местности цезием-137 на Европейской части России.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА полученных выводов заключается в следующем: 1) выявлены региональные закономерности распределения выпадений цезия-137 на территории Европейской и Уральской частей России, а также в странах ближнего зарубежья в результате аварии на ЧАЭС; 2) на региональном уровне выявлена связь повышения уровней загрязнения цезием-137 с увеличением эрозионного расчленения рельефа; 3) разработаны методические положения ландшафтного пробоотбора и учета его данных при картографировании загрязнения местности цезием-137; 4) оценена точность данных, используемых для составления карт плотности загрязнения местности цезием-137, полученных методами авиационной и наземной гамма-спектрометрии в разных физико-географических условиях; 5) сформулированы принципы мелкомасштабного радиационно - ландшафтного районирования; 6) проведен оценочный расчет коллективных внешних эффективных эквивалентных доз облучения населения областей Европейской части России с использованием материала о-выявленных закономерностях загрязнения местности цезием-137.

НАУЧНАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ результатов состоит в пространственной интерпретации и оценке достоверности данных о загрязнении местности цезием-137, что необходимо для выполнения Закона РФ о социальной защите граждан, подвергшихся воздействию радиации

вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС;в использовании разработанных методических положений и выводов о закономерностях при построении государственных карт плотности загрязнения местности цезием-137; в получении мелкомасштабной карты выпадений цезия-137 на территории Европейской и Уральской части России и стран ближнего зарубежья; в использовании полученных выводов о связи пятен це-зиевого загрязнения с увеличением параметров эрозионного расчлене-' ния рельефа на равнинных территориях для корректировки моделей распространения выпадений радионуклидов; во включении данных о радиоактивном загрязнении местности цезием-137 в физико-географическое описание геосистем высокого ранга Восточно-Европейской равнины; в теоретическом вкладе в формулирование и обоснование положений радиационно-ландшафтного районирования регионального уровня; в возможности проведения оценочных расчетов дозовых нагрузок от внешнего облучения населения на базе представленного картографического материала.

На защиту выносятся следующие ПОЛОЖЕНИЯ: 1. Физико-географические аспекты методики создания сводных карт плотности загрязнения цезием-137 больших территорий, рассматривающие положения по ландшафтному пробоотбору почв- и оценке точности представления данных на карте, которые позволяют в условиях современной радиационной обстановки применять аэрогамма-спектральный метод для получения карт, точность тематической нагрузки которых определяется величиной относительной погрешности в 20-30 35 при вариациях уровней загрязнения до 50 %. ,

. 2. Региональные закономерности распределения цезия-137 на больших расстояниях от источника загрязнения, заключающиеся в выявлении основных направлений выпадений радионуклида и установлении связи плотности загрязнения местности цезием-137 с расчленением

рельефа.

3. Мелкомасштабное радиационно-ландшафтное районирование территорий Среднерусской возвышенности на основе обобщения данных о радиоактивном загрязнении и о распределении физико-географических характеристик с составлением картосхемы масштаба 1:2500000.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты работы докладывались на Международных конференциях Международного Союза радиоэкологов (Суздаль. нояб.1989; Гомель, окт.1990; Пущино. дек.1991); на всесоюзных конференциях по итогам ликвидации последствий Чернобыльской аварии (Обнинск, июнь 1988; Киев, май 1990; Зеленый Мыс. май 1992). на конференции молодых ученых ИПГ, янв.1992; на семинарах в ИПГ Росгидромета и ИГКЭ Росгидромета и РАН.

ПУБЛИКАЦИИ. Содержание и основные результаты работы опубликованы в 6 печатных работах, в том числе одном методическом документе и одном картографическом издании.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РАБОТЫ. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и картографического приложения, содержит 89 страниц текста, 42 рисунка. 22 таблицы, список литературы из 82 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении сформулированы актуальность проблемы, цель и задачи работы, научная новизна и основные защищаемые положения, описаны: методологическая основа исследования, материалы, используемые в диссертации и характер их использования, кратко изложено содержание работы.

ПЕРВАЯ ГЛАВА посвящена этапу исследования, предшествующему созданию карт радиоактивного загрязнения местности. На этом этапе

проводится сбор информации для картографирования больших территорий посредством методов авиационной и наземной гамма-спектрометрии. При этом соискатель обосновывает комплекс положений, обеспечивающих достоверность данных, используемых для создания сводных карт загрязнения местности цезие:/.-137, с учетом радиационных и ландшафтных особенностей территории обследования.

На этапе проектирования исследований больших территорий методом аэрогамма-спектральной съемки соискатель опирается на совокупность материалов по моделированию переноса загрязненных воздушных масс и выпадений радионуклидов, по рекогносцировочным гамма-съемкам, по сетевым наблюдениям, по орографической структуре территории с выделением наветренных по отношению к источнику склонов мор-фоскульптур. По перечисленным материалам, обзор которых представлен в виде отдельного раздела, построена картосхема проектирования аэрогамма-спектральных работ, из которой устанавливается очередность их проведения и обосновывается выбор детальности исследований. Полученные выводы были положены в основу планирования работ аэрогамма-спектрального мониторинга больших территорий (тема ИГКЭ "Атлас") и таким образом нашли свое практическое применение.

Масштабы съемок распределены в зависимости от уровней предполагаемого загрязнения изучаемой территории и соответствуют существовавшим в СССР средним масштабам топографических карт, обеспечивающих точную привязку информации к местности. Так, в районах воз-• можного появления пятен с уровнями запаса цезия-137 более 1 Ки/кв. км планируется съемка 1:200000 и крупнее, менее.1 Ки/кв.км -1:1000000.

На этапе сбора информации для последующего картографирования соискателем было предложено проведение эксперимента по оценке качества и точности получаемых данных разными летными лабораториями

в условиях современной радиационной обстановки. В качестве экспериментальной территории был выбран полигон"Левобережье Днепра" площадью 75 кв. км в 60 км от ЧАЭС, уровни загрязнения цезием137 в пределах которого характеризуются величинами 0.5-10 Ки/.кв.км. Установлена высокая степень корреляции между двумя системами пробо-

отбора почв, отсутствие систематического расхождения, бтно-

пар ан

с и т е л ь н а я погрешность по 136 проб, характеризуется величиной 20 7. . 1 По сопоставлению данных авиационных съемок и пробо-отбора почв также установлено отсутствие систематического расхождения. высокие значения коэффициента корреляции (г>0.9) и о т н о-сительная погрешность измерений, равная С учетом

установленной величиныотностительной погрешности наземных измерений, относительная_погрешность авиационных данных -менее 10 7.. и •■и-.---..

Иллюстрацией; ■ этого положения служит также рис.1, полученный соискателем при сопоставлении данных аэрогамма-спектральной съемки вдоль маршрутов на площадках со стабильными параметрами радиоактивного загрязнения, в условиях неизменяющегося ландшафта, вдоль которых через каждые 150-300 м проведен пробоотбор почв.

Для доказательства достоверности информации о запасе це-зия-137, получаемой методом аэрогамма-спектральной съемки в разных условиях заглубления этого радионуклида в естественных ландшафтах! соискателем проведен анализ данных о глубинном распределении це-зия-137 по данным послойного пробоотбора почв в естественных ландшафтах на территории Европейской части России и восточной Украины (110 точек).Если считать, что в большинстве случаев заглубление цезия-137 описывается экспонентой, то данные послойного пробоотбора почв могут служить основой для расчета показателя экспоненты.

I I

iiii маршрут аэрогамма-спектральной съемки: I см - IOü и (ПГО "Аэрогеояогия", 1990 г.)

г—, значение плотности загрязнения местности иезием-137, Ки/kvt, по данным

^ аэрогамма-спектральной съемки rfa отрезке 100 м -

• ■

• • 1Q9 . точка пробоотбора почв на маршруте и значение плотности загрязнения

местности цеэием-137, Ки/км2 (ГМП "Рамон", 1991 г.) V* ' среднее арктическое значение ^^Щобоогбощ почв *АГС; на »»рпфуте по данным —__ аэрогамма-епектралъной съеики

Рис. I Соответствие наземным данным характеристик плотности загрязнения местности пеэием-137 по данным аарогамма-спектральной съемки-

84 109 IQB 'ф IQ2 7,5 13,7 5Р IQ8

Ь *|-р i ' i Т-г*—I-г—*—I-*---. _ - I

QP 90 Q5 '9,5 9,0 76 7,Ь 75 7? V ' 8.5' IQo' 9,b" e¡5 IQ0 '

*про(Г 9-° W*^ *А1ХГ tí'b 92 5,7 51 71 39 6,4 ф 314 §3

1—-r-*-i-г"—i-f-Г—*!-r*—i-г—i-Р-г-^

6р 5¡b ф & 70 6,5 §5 6,5 6(3 6,0

Хпр0б= 5,5 Ки/км2 хдрц» 6,1 Ки/км2

18 Ц ф ф ф W Ifi 14 2р 14 09 Ц & I-J | Т I -г-*т-l' I * I->-1-f--1* ■ « I *1-Г*—I

I¿> Xj6 13 .17 Ф 19 1Э 19 1,7 tf 16 V> Í5 1,9 1,7 U5 1,4 12 Ц Ц *npo63 1,6 Ки/км2 хАПГ 1,6 Ки/км2_

заглубления цезия-137 (уб). распределение которого показано на рис.2. Высокие значения £ характерны для почв тяжелого механического состава с преобладающим выпотным режимом, с увеличением значения ув содержание цезия приближается к пленочному. Низкие значения относятся к пробам, отобранным в элювиальных и гидроморфных ландшафтах, учет границ которых при картографировании запаса цезия-137 особенно важен для расчета мощности дозы гамма-излучения.

Сделан вывод о необходимости наземного контроля аэрогаммас-пектральных работ с учетом ландшафта, в пределах которого проводится съемка. Контрольный пробоотбор почв в рамках радиационного аэрогамма-спектрального мониторинга больших территорий заключается в проложении маршрутов, секущих основные следы выпадений цезия-137 с учетом ландшафтных структур. Густота точек на маршруте определяется детальностью планируемых съемок. Количество точек рассчитыва-, ется в пределах того или иного ландшафта пропорционально площади этого ландшафта в границах съемочной территории. Положения контрольного пробоотбора нашли применение на всей территории исследования по теме "Атлас".

ВТОРАЯ ГЛАВА диссертации посвящена этапу картографирования загрязнения местности цезием-137. Сам процесс картографирования на всю территорию, рассматриваемую в работе, является сложной коллективной работой, требующей привлечения ученых разной квалификации к специальности. Соискателем решается задача оценки точности картографирования плотности загрязнения местности цезием-137 больших территорий, проводимого, как сводное, на базе информации авиационных н наземных данных, которое сопровождается определением систематических и случайных расхождений (см.рис.3). Выявление расхождений рассматривается в работе . как важный этап построения сводных карт. В результате такого анализа точность представления данных о

Рис. 2 Распределение значений показателей экспоненты,характеризуясь й заглубление цезия-137 в естественных ландшафтах.

Построено по данным ПО площадок послойного пробоотбора, расположенных в 60-км зоне ЧАЭС, Киевской, Донепкой, Николаевской обл. Украины, Воронежской, Курской, Белгородской, Ростовской обл. России

ю-

' латше

60

г,.,,.„.„,,,,,„!„,,

3 1 , ■/..

; ; -¿/'у

' у |; ■

Ж

Корреляция данных АГС съёмки с данными пробоотбора почв в Брянской области.

Уравнение регрессии: '

У = 0,37 + 0.90Х

Коэффициент корреляции:

Г = 0,95

Число сопоставляемых пар эна-2 чений п = £?04.

0 10 ¿0 30 40 50 60 Ки/км: даннне АГС съемки

I i

Распределения расхождений данных пробоотбора почв с данными

АГС съёмки

" 0.5 ., II .......... I, I

0.4 -

{

\ о.з

и

£ 0-2

с

а о.1 Е-

о

-0.3 0.3 0.9 -0.6 0 0.6 1*2 Ки/км

Уровни загрязнения 0,1-4,7 Ки/км2 '

/1 = 72 7п = 0 Ки/км2 6 =0,27 Ки/км2

& = гз %

Ч " || I |||.|I ||

га.гтш

-3 -1 1

3 5 7 Ки/км2

Уровни загрязнения 0,4-13,5 Ки/км2

л =60 т =-0,18 Ки/км; <Ь = 1,С1 Ки/км2 С? = 17 %

0.5 ,0.4

; о.з

и

*0.2 с

а 0.1

о

-9 -1 7 -13 -5 3 .¿I Ки/км '

Уровни загрязнения 5,5-^,0 Ки/км2

ЕЖ

,2 гг

П = 47

П7 = - 0,79 Ки/км' <Й> = Ки/км2 <§ = 17 %

2

г ис

я - число сопоставляемых парзначений,

я? - среднее арифметическое расхождение,

СЭ - средние квадратичное отклонение в распределении

расхождений мг^ду данными проб и АГС съёмки, ® - относительная погрешность. Сопоставление дачных агчэогамма-спрктральнпй съемки и данных гг'Те т!;тч П'"ЧР 1- ! П'-яскгГ; ослпсти.

плотности загрязнения местности на карте оценивается величиной относительной погрешности данных авиационных и наземных измерений в 20-30 % для уровней 0.5-10 Ни/кв.км для территорий, где вариации загрязнения цезием-137 не превышают 50%. Сопоставления данных двух разных методов исследования были использованы при устранении систематических расхождений в ходе создания синтезированных карт загрязнения местности цезием-137. В случае выявления значительных случайных расхождений в такие районы направлялись дополнительные экспедиции для проведения повторных натурных измерений.

В Приложении к работе приводится серия карт плотности загрязнения местности цезием-137 от уровней глобального фона на территорию Европейской и Уральской части России, на территорию Украины. Молдовы. Беларуси, западной Грузии и стран Балтии в М: 1:2500000 составленная впервые в этом масштабе соискателем с целью решения задачи определения основных территориальных закономерностей распространения цезиевого загрязнения на больших расстояниях от источника. Такие закономерности представлены в виде осей следов выпадений цезия-137 на рис.4. Особенно подробно показано изменение уровней загрязнения цезием-137 в пределах восточного (российского) следа выпадений, простирающегося от Чернобыля до Тюмени.

ГЛАВА ТРЕТЬЯ посвящена обработке данных о радиоактивном загрязнении с полученных карт. Проанализирована связь изменения цезиевого загрязнения с некоторыми параметрами ландшафта мезоуровня.

Установлено, что в пределах следа выпадений цезия-137 более загрязненными (в 1,5-2 раза) оказываются денудациоуно-эрозионные ландшафты по сравнению с аккумулятивными. Связь с показателем эрозионного расчленения рельефа (<1) характеризуется по Среднерусской возвышенности следующим образом: при ¿=0,9-1,4 км/кв.км. уровни загрязнения цезием-137 - 0,7-0,8 Ки/кв. км., при 6=0,4-0,9

• о \

^Мурманск

Архангельск

Петрозаводск '^¡¡^^'Санкт-Петербург

'о Новгород ° в°логца Рига 11СК0В о Кострома

°Иваново

о : - ..-О

Сыктывкар

1 Киров

.Сродно о Вильнюс

\ /! •. "Витебск Москва, / /

Пермь Свердловск Челябинск о

Казань Уфй Самара

Луцк

к:

"ТЧАЭС ; АР Киев

.......--V-.

* Ч "ч

Оренбург

\Кшиие.6 Николаев

Маратов

0 Волгоград оРостов-на-Дону

раснодар

о о Ставрополь

>15 _ 5-15___1-5 .....0,5-1 _<0,5

Линии, соединяющие максимальные значения запаса цезия-137, Гифрами указаны уровни загрязнения (Ки/км^)

Рис. 4. Следы выпадений иезия-13?

: - 13 - _

км/кв.км. - 0.5-0.7 Ки/кв. км., при <3< 0.4 км/кв. км - 0,3-0,4 Ки/кв.км. При этом <1 рассчитывался как длина всех изолиний рельефа на единице площади по топографической карте 1:500 ООО.

В качестве примера, подтверждающего вывод о большей радиоэкологической опасности более расчлененных геосистем, приведено распределение уровней запаса цезия-137 в загрязненных геосистемах высокого ранга областей центральной России (рис.5).

Анализ изменчивости вертикального распределения цезия-137 показал отсутствие зависимости заглубления от расстояния от источника. В то же время.в пробах, отобранных в гидроморфных и элювиальных ландшафтах, центр запаса цезия-137 (медиана его глубинного распределения) заглублен по сравнению с пробами, отобранными в типичных зональных ландшафтах, на 3-5 см. Тем не менее, выявлено большее заглубление цезия-137 в лесной природной зоне по сравнению со степной, граница между которыми определяется сменой преимущественно промывного режима и кислой реакции почвенных растворов на выпотной режим и щелочную реакцию вод. Центр запаса цезия-137 в северной зоне располагается на глубине 1,8 см, в южной - 1.1 см, что установлено на основе данных по 200 послойным пробам.

Выявление закономерностей пространственного распределения цезия-137 на больших территориях позволяет рассматривать полученные выводы как дополнение содержания физико-географического описания ландшафтов загрязненных государств характеристиками выпадений цезия-137 (см.табл.1).

Сделанные выводы о закономерностях распределения цезия-137 в пространстве позволили соискателю сформировать следующий подход к проблеме радиационно-ландшафтного районирования территорий, который может оказаться полезным для развития теоретических основ этого научного направления. Под радиационно-ландшафтным райониро-

Подтаежные

Широколкственно-лесные

Ки/км

Ки/км

>

I

1 - Аккумулятивные равнины Смоленской,

Брянской и Калужской областей

2 - Аккумулятивно-денудационные равни-

ны Брянской, Калужской и юга Смоленской областей

3 - Аккумулятивно-денудационные рав-

нины центра Тамбовской, восток Рязанской областей

1 - Аккумулятивные равнины Рязанской

области

2 - Аккумулятивно-денудационные равнины

Тульской, Орловской, Курской, Калужской и Рязанской областей (Среднерусская возвышенность)

3 - Эрозионно-денудационные геосистемы

Тульской и Орловской областей (Среднерусская возвышенность)

4 - Мещора (аккумулятивные равнины)

Рис.Б. Распределение уровней загрязнения местности цезием-137 в некоторых ландшафтах России.

Таблица I

Территориальное распределение загрязнения цезием-137 в ландшафтных структурах

Площади, тыс.км'1' по диапазонам уровней запаса цезия-?37

Республика Ландшафты 40 15-40 5-15 >,5-1 0, ,2-0,5

1-5 С 0,1-0,2 менее 0,1

Ки/км2 Ки/км2 Ки/км2 Ки/км2Ки/км2 Ки/км2 Ки/км2 Ки/км

Ук тайна Лесные аккумулятивные 0,76 0,91 2,85 22,1 12,8 21,1 6,0 -

Лесные аккум.-денуд. - - 0,24 8,83 22,9 36,5 14,2 -

Лесные гор.(Карпаты) - - - 0,75 3,9 9,8 4,9 2,6

Степные аккумулятивные - - - - 1,27 21,0 42,7 24,3 .

Степные аккум.-денуд. - - 0,1 10,8 19,5 89,2 64,0 20,4

Степные денуи.-эроз. _ - _ 2,4 4,9 9,2 ИЛ -

Молдавия Лесные аккум.-денуд. - - - 0,06 0,14 17,0 3,23 -

Степные аккум.-денуд. - - - - 0,1 6,0 7,2 -

ьелагг/сь Лесные аккумулятивные 2,15 4,21 10,2 29,9 25,3 67,2 14,8 56,0

Стгчнч Балтии Лесные аккумулятивные _ __ _ _ 3,8 74,3 95,9

сл

I

Россия

е.;

границах няи-лге тстоада-•^их 'ОластсЯ: айнская.

лесные аккумул. Лесные аккум.-денуд. Лесные денуд.-эроз.

;''ПР?пскмУЛЬСКаЯ' Степные а к куму л.

:г-мбонская, ■ллужская, 'я^-Г; некая, . с." "схая, курская,

0,31 2,13

Степные аккум.-ден. Степные денуд.-эроз.

2,8 4,8 0,7 21,3 34,5 4,0

1,6 18,7 34,9 38,9 9,3 -

0,7 6,5 2,5 2,0 - ' -

- 3,0 11,8 71,5 - -

0,02 3,5 9,3 17,4 2,5 -

0,2 4,7 10,3 35,4 - -

ванием соискатель понимает первый этап радиоэкологического районирования, проводимого по степени воздействия радиоактивного загрязнения на реципиента. При радиационно-ландшафтном районировании производится собственно картографическое определение границ таксонов (районов) со сходными параметрами, классифицируемыми в двух блоках информации: 1) о радиоактивном загрязнении. 2) о параметрах геосистем, влияющих на поведение радионуклидов в них. Таким образом, процедура радиационно-ландшафтного районирования определяется как систематизация информации о радиоактивном загрязнении по ландшафтным структурам. При сложившемся в науках об окружающей среде трехуровневом подходе к анализу информации (глобальный, региональный, локальный), систематизация данных по геосистемам высоких рангов может проводиться с применением рационального ограничения количества информации обоих блоков для получения региональных радиоэкологических оценок. Границы таксонов предлагается проводить на основании сделанных в диссертации выводов с учетом границ геосистем, выделяемых по геоморфологическому признаку (эрозионному расчленению), по признаку смены промывного и выпотного режимов почв, по признаку элювиальности и гидроморфности ландшафта. Такое районирование необходимо для радиоэкологической интерпретации данных о низких уровнях радиоактивного загрязнения, которые требуют объяснения с точки зрения их относительной опасности (или безопасности) для населения. . ч

На примере Среднерусской возвышенности и прилегающих к ней участков равнин проведено мелкомасштабное радиационно-ландшафтное районирование (рис.6), сопровождаемое матричной легендой, в которой в вертикальных колонках отражены уровни загрязнения местности цезием-137, а в горизонтальных строках - указываются признаки ландшафта (табл.2). Ячейки на пересечении строк и колонок заполняются

граница зональных ляншяфтпр

границы ланятпафтпп,рндрля',ммх по слгунлтрнип псч^егпп аккумуляции и ценудаиии

-----' гранит административных ^блаотрй

Рис. 6. Первичное радиаиионно-ландгаафтнор ряР'шитраии'» нркоп-чт-т

областей России, постряцпяштх пт яяарии гт ЧА^С

Таблица 2

Легенда к карте первичного радиоэкологического районирования ряда областей России

Тип ландшафта

Уровни запаса цезия-137, Ки/км

5-15

1-5

0,5-1

- 0,2-0,5

менее 0.2

3,5 II

А П Широко-лиственно- 0,43 ' 8,3 4,6 14,7

лесные аккум.-ценуц. I 26 15 47

равнины 6.3 ¡>0, 0.7 0.2 ОД

0/7^6 81/00/122 0/Д0/77 434/1^8/250 72/74/45

0/57/70 6/18/26 0/7/10 1.5/2,5/3.5 0.6/0,9/1.3

0/0,40/0,42 0,49/1,62/3,17 0/0,28/0,77 0,65/6,17/0,ЗЙ 0,043/0,0^/0,6б

А Ш Широколиственно-лесные денуц.- . эроз.цокольные . возвышенные равнины

У.

7,5

0/68/98 ОД,02/0,88

6.5 ¿7

Л5 л 280/119/68 15/20/30

2.3 ¿0

О/ЗЙ/41 0/6/9

4,48/2,4/2,64 0/0,23/0,37

2.0 17

538/32/27 2.0/2.7/4,0 1,08^0,$/0,11

■

»-4

Са I

Б П Лесостепные аккум.-денуц. равнины

0,025 менее I

0/0.65/0,1 О/ЩбЪ 0/0,00/0,01

3.6 12

0/^/27 0/18/26 0/0,52/0,70

7.5 ¿5 0.6 0/1Й5/1II 0/7/10 0/0,74/1,11

0,3 283/1Ьб/308 1.9/2,6/3,8 0,56/0,41,1,17

Б Ш Лесостепные денуц.-эроз. покольные возвышенные равнины

0|23 .Ь«,8

&

¿г

, 0/57/62 , 0/14/ 0/0,23/0,22 0/0,95/1

4.15

1з

1,5 0/6Й/58 , 0/14/20 0/0,95/1,16

5,5 17 0.73 58/91/85 4.5/7/10 2,61/0,63/0,85

¿с.4

69

293^236/440 1.7/2.2/3.3 0,5/6,52/1,45

Таблица 3

Структура ячейки матрицы к легенде карты первичного радиоэкологического районирования ряда областей России

№ строки

ячейки

матрицы

Обозначения

Единицы

1 Площадь территории с определенными уровнями загрязнения в пределах выделенного ландшафтного таксона

2 То же

3 Среднее значение запаса цезия-137, мода

.4 Численность населения:

городское/полугороцское/сельское *'

5 Индивидуальная доза внешнего облучения для населения:

городского/полугородского/сельского

6 Коллективная доза внешнего облучения для населения:

городского/полугородского/сельского

тыс. км

%

Ки/км2 ть'с. чел.

Ю"3 Бэр/г по состояния на 1991 г.

Ю3 чел.Бэр/г по состоянию на 1991 г.

-В составе городского учитывалось население в городах с численностью более 50 тыс.чел.

В составе полугороцского учитывалось население в городех с чиелгинс-стью менее 50 тыс. чел. и в поселках городского типа.

В составе сельского учитывалось население сел, деревень, хутороя и т.д. Численность населения представлена по данным переписи 19Н7 г.

информацией о площадях загрязнения, о среднем загрязнении, о характерных параметрах заглубления и т.д. На этапе радиоэкологического районирования территориальной разбивки уже не производится, а происходит заполение ячеек информацией, служащей расчету дозовых нагрузок на реципиенты. Структура ячейки матрицы легенды табл.2 см. в табл.3.

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ не содержит положений, выносимых на защиту, однако, она является демонстрацией дальнейшего развития работы и области ее возможного применения. В ней проведены оценочные расчеты коллективных эффективных эквивалентных доз от внешнего облучения населения по областям Европейской части России по существующей утвержденной методике (Минздрав СССР. 1991 г.). Показан незначительный вклад последствий Чернобыльской аварии для большей части Европейской России на фоне глобальных выпадений цезия-137, что проиллюстрировано в табл.4. Расчет коллективной дозы внешнего облучения от естественных радиоактивных элементов, показал, что во всех областях Европейской территории России эта величина дает подавляющий вклад в суммарную дозу внешнего облучения, включающую цезий-137,. как глобальный, так и чернобыльского происхождения. Вклад цезия-137 увеличивается до 4355 лишь в Брянской области. Соотношение вкладов естественных радионуклидов и цезия-137 в . суммарную дозу внешнего облучения оценивается примерно как 80 и 20% в области развития осадочного чехла и как 90 и 10% на щитах, возвышенностях, 'предгорьях практически независимо от загрязнения местности продуктами чернобыльской аварии. Полученный вывод не должен рассматриваться как демонстрирующий отсутствие последствий этой аварии. Он показывает малую значимость дозовых нагрузок от выпадений, сформировавших поле достаточно низкоуровнего загрязнения на больших удалениях от ЧАЭС, и представляет собой регио-

Таблица 4.

Увеличение коллективной дозы от внешнего облучения населения, формируемого выпадениями цезия-137. после аварии на ЧАЭС.

N Область, Коллективная Коллективная Увеличение

субъект России доза до ава- доза после доза.

рии на ЧАЭС, аварии на ЧАЭС раз

Чел.- Бэр/год. Чел. -Бэр/год

1. Брянская обл. 6390 32930 . 5.2

2. Тульская обл. 5750 . 21120 3.7

3. Орловская обл. 2720 6690 2,5

4. Белгородская обл 3330 5000 1.5

5. Калужская обл. 4400 6050 1,4

6. Тамбовская обл. 3300 4110 1.3

7. Воронежская обл. 5910 7350 1,2

8. Курская обл. 4350 4590 1, 1

9. Липецкая обл. 3720 3970 1. 1

10. Пензенская обл. 3820 4200 . 1. 1

11. Рязанская обл. 5540 5980 1, 1

12. Мордовия 3150 3200 1.02

- 22 -

нальную оценку данных о выпадениях цезия-137.

В ЗАКЛЮЧЕНИИ содержатся основные выводы и результаты работы, которые состоят в следующем:

1. Выявлены преобладающие направления распространения радиоактивного загрязнения на большой территории, охватывающей Европейскую и Уральскую часть России и страны ближнего зарубежья, по данным наземной'-и авиационной гамма-спектометрии, начиная с уровней глобального фона.

2. Выявлена связь повышения уровней загрязнения цезием-137 с увеличением характера эрозионного расчленения рельефа. В пределах следа выпадений аккумулятивные ландшафты оказываются в 1,5-2 раза менее загрязненными по сравнению с аккумулятивно-денудационными и денудационно-эрозионными.

3. Получены количественные характеристики загрязнения цезием-137 геосистем мезоуровня на Европейской части России и в странах ближнего зарубежья по состоянию на 1992 год.

4. Обоснован комплекс положений, обеспечивающих получение высокодостоверного материала для создания карт загрязнения местности цезием-137 на больших территориях.

5. Обоснована роль контрольного пробоотбора почв при создании сводных карт запаса цезия-137, служащего определению погрешностей между авиационными и наземными данными в разных ландшафтах.

6. Точность определения загрязнения цезием-137 по карте% оценивается величиной относительной погрешности 20-3035 для уровней 0,5-10 Ки/кв.км при вариации значений менее 5035.

7. Сформулированы принципы мелкомасштабного радиационно-лан-дшафтного районирования, которое проведено на примере Среднерусской возвышенности.

8. В результате оценочного расчета внешних коллективных эф-

фективных эквивалентных доз облучения населения Европейской части России показан незначительный вклад последствий Чернобыльской аварии на фоне глобальных выпадений цезия-137 и в сопоставлении с лозовыми нагрузками естественных элементов за исключением Брянской области.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Карты радиационной обстановки на территории Европейской части СССР по состоянию на декабрь 1990г./Израэль D. А.. Вакулов-ский С. М., Гасилина Н. К., Имщенник Е. В.. Квасникова Е. В.. Контаро-вич P.C., СтукинЕ.Д., Фридман Ш.Д., Цатуров Ю.С. Минск: ГУГК СССР. 1991.

2. Временные методические указания. Аэрогаммаспектральная съемка территорий, загрязненных радиоактивными продуктами Чернобыльской аварии, региональных и локальных выпадений от ядерных взрывов, предприятий атомной энергетики и промышленности. (Назаров И.М.. Фридман Ш.Д., Шушарина Н.М., Квасникова Е.В, Денисов B.C., Матвеев A.B.. Зубов Е.И.. и др.) М.: ИПГ Росгидромета. 1991 /Одобрены Межведомственной комиссией по радиационному контролю при Госкомгидромете СССР 24.04.91./

3. Израэль Ю. А. .Назаров И. М., Фридман Ш.Д.-. Авдюшин С. И.. Квасникова Е.В., Контарович Р.С., Имшенник Е.В., Шушарина Н. М. Радиационная обстановка на территории Европейской части СНГ и Урала в 1991Г.//Метеорология и гидрология, N 11, 1992, с.5-14.

4. Квасникова Е. В., СтукинЕ.Д., Фридман Ш. Д., Керцман В.М.. Федоткин А.Ф. Первичное радиоэкологическое районирование на основе данных аэрогамма-спектральной съемки и почвенного пробоотбора. В сб. Геохимические пути миграции искусственных радионуклидов в биосфере. Тезисы докладов, Пущино, декабрь 1992. М.:ГЕОХИ АН СССР,

С. 98.

5. Квасникова Е.В., СтукинЕ.Д., Фридман Ш.Д., Козлов М.А., Контарович P.C. Методические подходы к разработке схем контрольного отбора проб на территории аэрогамма-спектральной съемки, там

же. с.99.

6. Квасникова Е.В. Первичное радиоэкологическое районирование территорий (на примере Среднерусской возвышенности). В сб. трудов ИПГ: Актуальные проблемы охраны природы и радиоэкологической безопасности. М.: Гидрометеоиздат, 1992. с. 80-88.

Личный вклад автора-диссертации во все перечисленные работы заключается в участии в постановке задач, планировании исследований, экспертизе результатов натурных наблюдений и съемок, разработке методических положений наблюдений и обработке измерений, анализе полученных результатов и их интерпретации.

По liim ано в печать 0*2.05, 199.5г.

МАЛОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ «ПЕТИТ»

тир, иЮ