Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы 10
1.1. Влияние радиационного загрязнения на растительный, животный мир и на человеческий организм
1.2 . Общее понятие о радиации и ее источники 15
1.3. Радиационная обстановка в Республике Башкортостан и ее принципы нормирования
ГЛАВА 2. Краткая физико-географическая характеристика г. Уфы
2.1.Географическое положение 50
2.2. Геологическое строение, рельеф 52
2.3.Климат 54
2.4.Гидрография 56
2.5.Почвы 59
2.6.Растительность 60
ГЛАВА 3. Объекты и методы исследований 63
3.1 .Характеристика пробных площадей 64
3.2. Оценка жизненного состояния древесно-кустарниковых насаждений
3.3.Определение уровня радиационного загрязнения, приборы, индикаторы
3.4. Статистическая обработка результатов исследований 78
ГЛАВА 4. Результаты исследований и их анализ 80
4.1. Видовой состав древесно-кустарниковых насаждений в санитарно-защитной зоне г. Уфы 80
4.2. Анализ относительного жизненного состояния древесно 83
кустарниковых насаждений г. Уфы
4.3. Оценка способности снижения радиационного загрязнения древесно-кустарниковой растительностью в условиях г. Уфы
4.4. Состояние почвенного покрова г. Уфы 155
4.5. Потенциальные источники радиационного загрязнения г. 160
Уфы
Глава 5. Использование древесно-кустарниковых растений для оптимизации состояния окружающей среды г. Уфы 165
Выводы 170
Список используемой литературы
- . Общее понятие о радиации и ее источники
- Геологическое строение, рельеф
- Оценка жизненного состояния древесно-кустарниковых насаждений
- Оценка способности снижения радиационного загрязнения древесно-кустарниковой растительностью в условиях г. Уфы
Введение к работе
Актуальность. Древесно-кустарниковая растительность является естественным барьером на пути миграции экотоксикантов (Десслер, 1981; Голубец, 1982; Алексеев, 1987; Гетко, 1989; Горышина, 1991; Фролов, 1998; Кулагин, 2006; Keller, 1985). Однако вопросы возможности использования древесных растений для снижения радиационного загрязнения окружающей среды исследованы фрагментарно, а в городе Уфе систематических работ ранее вообще не проводилось. Исследователи утверждают (Клечковский, 1956; Гулякин, 1968; Гулякин, Юдинцева, 1973; Павлоцкая, 1974; Алексахин, 1982; Израэль, 1984; Холл, 1989; Молчанова, Караваева, 2001; Юдинцева, Старков, 2001; Василенко, 2004; Александров, 2005; Hanson, 1967; Schaweroff, 1974; Chester et al, 1981), что развитие жизни на Земле всегда происходило в присутствии радиационного фона. Радиоактивное загрязнение является основной его составляющей частью в современной биосфере. Радионуклиды активно вовлекаются в круговорот веществ и накапливаются в живых организмах. Они становятся неотъемлемым звеном пищевых цепей и играют существенную роль в функционировании экосистем. Основными источниками радиационного загрязнения окружающей среды является - космическое излучение, солнце, горные породы, а также радиоактивные загрязнения вызванными деятельностью человека (АЭС, ядерные отходы, оружие, стройматериалы, мусорные свалки, сжигаемое топливо, медицинские процедуры и оборудование), которые необходимы в использовании в наше время, но при этом пагубно влияющие на окружающую среду и на живые организмы (Кузин, 1981; Алексахин, 1982; Кудряшов, Беренфельд, 1982; Бабаев и др., 1984; Ярмоненко, 1988; Холл, 1989; Старков, 2001; Александров, 2005, 2007; Ильязов, 2006; Баюров, 2008; Ashe, 1961).
Объект исследования - лесные насаждения в пределах санитарно-защитной зоны г. Уфы, территории массового присутствия населения и промышленные зоны.
Цель работы - оценить состояние древесно-кустарниковой растительности г. Уфы в условиях негативного влияния, вызванного источниками радиоактивных загрязнений.
Достижению вышеуказанной цели способствовало решение следующих задач:
-
Определить видовой состав древесно-кустарниковых насаждений в санитарно-защитной зоне г. Уфы.
-
Охарактеризовать древесно-кустарниковую растительность г. Уфы и оценить ее относительное жизненное состояние;
-
Определить уровень радиационного фона окружающей среды в условиях города Уфы, а также близ потенциальных источников радиационного загрязнения и почвенного покрова;
-
Оценить способность насаждений к снижению уровня радиационного загрязнения г. Уфы.
5. Составить картосхему территории г. Уфы на основе фитоиндикационных исследований параметров радиационного загрязнения.
Научная новизна работы заключается в оценке защитных характеристик насаждений древесных растений при действии радиационного загрязнения в условиях г. Уфы, которое впервые выполнено для данной территории. Установлены достоверные показатели влияния насаждений на снижение уровня радиоактивного загрязнения. В работе раскрываются механизмы взаимодействия растительных объектов с источниками радиоактивного загрязнения и предлагает создание многовидовых, многоярусных насаждений с целью снижения негативного воздействия радиационного загрязнения.
Практическая значимость работы определяется необходимостью обоснования использования защитных характеристик древесно-кустарниковой растительности в создании санитарно-защитных насаждений при озеленении в условиях радиационного загрязнения окружающей среды. Для оптимизации состояния окружающей среды наибольшая эффективность при действии ионизирующего излучения установлена для многовидовых насаждений, которые по своей структуре напоминают естественные леса, имеющие в своем составе: 1 ярус - деревья, 2 ярус - подлесок и 3 ярус - кустарники.
Полученные данные и картосхемы могут использоваться при проведении работ МУП «Горзеленхоз» г. Уфы, а также в учебном процессе для студентов биологических и лесохозяйственных профилей ВУЗов и ССУЗов Российской Федерации.
На защиту выносятся следующие положения:
-
Насаждения, представляющие собой многовидовые растительные сообщества с ярко выраженной ярусностью в условиях радиационного загрязнения г. Уфы проявляют наибольшую устойчивость по сравнению с моновидовыми и мертвопокровными древостоями.
-
Степень влияния древесно-кустарниковых насаждений на снижение радиационного загрязнения связана с такими параметрами как относительное жизненное состояние древостоев, биоразнообразие и бонитет насаждений, а также наличие многоярусности.
Организация исследований. Исследования проводились в период с 2012-2015 гг. на кафедре экологии и природопользования Башкирского государственного педагогического университета им. М. Акмуллы. Исследовательская деятельность осуществлялась в рамках работ по договорам №63/6 от 31.12.2010 г. «Разработка городской целевой программы «Мониторинг состояния среды обитания и здоровья населения городского округа город Уфа Республики Башкортостан на 2012-2016гг.»», №0301300448614000054-0275585-01 от 21.11.2014г. «Организация исследований по изучению загрязненности почвенного покрова г. Уфы, в т.ч.: исследование почвы г. Уфы на наличие суперэкотоксикантов, составление электронной карты техногенной нагрузки на почвенный покров г. Уфы» с Администрацией городского округа г. Уфа Республики Башкортостан.
Обоснованность выводов и достоверность результатов работы
обеспечены значительным объемом фактического материала, полевыми экспериментами с применением современных методов проведения исследований и подтверждением их методами математической статистики.
Декларация личного участия. Автор лично производил работы по аналитическому обзору литературы, формулированию цели, гипотезы и задач исследований, выбору методик, сбору фактического материала, закладке полевых опытов, проведению камеральных работ, анализу и обобщению результатов исследований и формулированию выводов.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались на научных конференциях различного уровня: 2 международных (Самара-Тольятти 2014; Москва, 2015); 1 региональной (Уфа, 2014).
Публикации. Основные результаты исследований изложены в 8 научных публикациях, в том числе в 3 статьях в журналах, рекомендованных ВАК МОН РФ.
Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 185 страницах и включает введение, 5 глав, выводы и 10 приложений. Список литературы включает 179 наименований, в том числе 28 на иностранных языках и 2 ссылки из интернета. В работе имеется 30 таблиц и 68 рисунков.
. Общее понятие о радиации и ее источники
Радиобиология - наука о действии всех видов ионизирующих излучений на живые организмы и их сообщества. Исследование биологического действия ионизирующих излучений началось почти тотчас за открытием этих излучений В.К. Рентгеном (1895), А.Беккерелем (1896) и радия М.Складовской-Кюри и П.Кюри (1898) (Гродзинский, 1961; Бак, Александер, 1963; Манолов, Корогодин, 1966; Тимофеев-Ресовский и др., 1967; Лучник, 1968; Тютюнник, 1984; Кузин, 1991; Храмченкова, 2003; Баюров, 2008; Odum, 1957; Hanson, 1967; Hall, 2003).
Открытие Вильгельмом Конрадом Рентгеном в 1895 году Х-лучей, названных впоследствии рентгеновскими (рентгеновыми), и сообщение 24 февраля 1896 года на заседании Французской академии наук профессора Анри Беккереля о том, что соединения урана испускают лучи, обладающие свойством ионизировать воздух, которое затем было названо естественной радиоактивностью, дало начало развитию ядерной физики и радиационной биологии, экологии.
Открытием А. Беккереля заинтересовались крупнейшие ученые того времени, среди которых в первую очередь необходимо назвать Марию и Пьера Кюри, Э. Резерфорда и Ф. Содди. Впоследствии было открыто много других радиоактивных элементов, но внимание исследователей сосредоточилось вокруг трех из них - урана, тория и радия. Все это привело к зарождению совершенно новой науки - ядерной физики, бурное развитие которой началось уже в новом XX веке и привело, в конце концов, к созданию управляемых ядерных реакторов и атомного оружия. Это произошло в сороковых годах XX века сначала в США, а затем в Советском Союзе. Таким образом, 40-е годы XX столетия можно считать началом вступления человечества в атомную эру (Бак, Александер, 1963; Тимофеев-Ресовский и др., 1967; Каушанский, 1981; Кудряшов, Беренфельд, 1982; Манолов, Тютюнник, 1984; Кузин, Каушанский, 1981; Odum, 1957).
Слово "Радиация" пришло к нам из латинского языка. На русский язык оно переводится словом "излучение". В природе существует много видов излучений, например, излучение Солнца. Однако когда обычные люди говорят о радиации, они имеют виду не любое излучение, а так называемое "ионизирующее излучение", которое может оказывать вредное действие на человека (Кузин, 1996; Конопля и др., 2005; Ионизирующие излучения..., 2006).
Ионизирующее излучение - это поток различных частиц, обладающих большой энергией. Наиболее часто встречаются следующие виды ионизирующих излучений: -альфа-излучение; -бета-излучение; -гамма-излучение; -рентгеновское излучение.
Конечно, существуют и другие виды излучения (нейтронное), но с ними мы сталкиваемся в повседневной жизни значительно реже. Различие этих видов излучения заключается в их физических характеристиках, в происхождении, в свойствах, в радиотоксичности и поражающем действии на биологические ткани (Зигбан, 1969; Белов и др., 1999; Ионизирующие излучения..., 2006; Баюров, 2008; Hall, 2003).
Основные виды ионизирующего излучения:
1. Альфа-излучение (а -излучение) - корпускулярное ионизирующее излучение, состоящее из альфа-частиц (ядер гелия), испускаемых при радиоактивном распаде, ядерных превращениях. Ядра гелия имеют значительную массу и запас энергии до 10 МэВ (мегаэлектрон-вольт). Обладая незначительным пробегом в воздухе (до 50 см) представляют наибольшую опасность для биологических тканей при попадании на кожу, слизистые оболочки глаз и дыхательных путей, при попадании внутрь организма в виде пыли или газа (радий-222). Токсичность альфа-излучения определяется очень высокой плотностью ионизации, т.е. альфа-частица расходует весь запас энергии на создание на небольшом отрезке пути пробега очень большого количества пар ионов противоположного знака (Кузин, Каушанский, 1981; Бударков и др., 1998; Белов и др., 1999).
2. Бета-излучение (Р -излучение) - корпускулярное электронное или позитронное ионизирующее излучение с непрерывным энергетическим спектром, которое возникает при превращениях ядер или нестабильных частиц (например, нейтронов). Характеризуется граничной энергией спектра Eb , или средней энергией спектра. Поток электронов (бета-частиц) способен проходить в воздухе расстояние до нескольких метров (в зависимости от энергии), в биологических тканях величина пробега бета-частицы измеряется несколькими сантиметрами. Бета-излучение, как и альфа-излучение, наибольшую опасность представляет при контактном облучении, то есть при попадании внутрь организма, на слизистые оболочки и при загрязнении кожных покровов (Кузин, Каушанский, 1981; Бударков и др., 1998; Белов и др., 1999).
3. Гамма-излучение (у -излучение) - коротковолновое электромагнитное (фотонное) излучение с длиной волны 0,1 нм, которое возникает при распаде радиоактивных ядер, переходе ядер из возбужденного состояния в основное, при взаимодействии быстрых заряженных частиц с веществом), аннигиляции электронно-позитронных пар и т.д. Этот поток квантов энергии, обладает волновыми и корпускулярными свойствами, не имеет электрического заряда. Высокая проникающая способность гамма излучения объясняется отсутствием электрического заряда и значительным запасом энергии. Поэтому для ослабления потока гамма-излучения используются вещества отличающиеся значительным массовым числом (свинец, вольфрам, уран и др.) и всевозможные составы высокой плотности (различные бетоны с наполнителями из металла) (Кузин, Каушанский, 1981; Бударков и др., 1998; Белов и др., 1999).
4. Рентгеновское излучение (Тормозное). Рентгеновское излучение по своим физическим свойствам аналогично гамма-излучению, но природа его совсем другая. Оно образуется в рентгеновской трубке в результате торможения электронов на вольфрамовой мишени. Энергия рентгеновского излучения не может быть больше величины напряжения поданного на трубку. Это электромагнитное излучение с длиной волны 10" -10" нм. Излучается при торможении быстрых электронов в веществе (непрерывный спектр) и при переходах электронов из внешних электронных оболочек атома на внутренние (линейчатый спектр). Источники - рентгеновская трубка, некоторые радиоактивные изотопы (например бета-изучатели), ускорители и накопители электронов (синхротронное излучение) (Тимофеев-Ресовский и др., 1967;3игбан, 1969; Перцов, 1973; Кузин, Каушанский, 1981; Коггл, 1985; Бударков и др., 1998; Белов и др., 1999; Старков, Мигунов, 2003; Зеленская и др., 2014; UNSCEAR. Ionizing Radiation..., 1993). Источники ионизирующих излучений.
Все живые существа на Земле постоянно подвергаются воздействию ионизирующей радиации путем внешнего и внутреннего облучения за счет естественных и искусственных источников ионизирующих излучений (ИИ), которые образуют радиационный фон. Естественные источники ИИ - это есть совокупность космического излучения, излучения от естественных радионуклидов, рассеянных в атмосфере, литосфере, гидросфере и находящихся в составе биологических организмов: все эти излучения образуют природный радиационный фон (ПРФ) или естественный радиационный фон (ЕРФ), средняя эффективная доза которого составляет 2000 мкЗв в год на человека. Искусственные источники ИИ - это совокупность ИИ и РВ, образующихся в результате ядерных взрывов, деятельности атомных электростанций, извлечения полезных ископаемых из недр Земли, применения ИИ и РВ в медицине, науке, в других отраслях хозяйственной деятельности человека. Совокупность этих источников составляет искусственный радиационный фон - ИРФ, который в настоящее время в целом по земному шару добавляет к ЕРФ лишь 1-3% (Тимофеев-Ресовский и др., 1967; Кузин, Каушанский, 1981; Белов, 1999; Старков, 2001; Ярмоненко, Вайнсон, 2004; Александров, 2007; Hall, Giaccia, 2012).
Геологическое строение, рельеф
«Уфимский полуостров» расположен в юго-восточной части Восточно-Европейской платформы, приурочен к восточной окраине Русской равнины (Рождественский, Журенко, 1961). В геоморфологическом отношении Уфимский полуостров является всхолмленной равниной. Ее абсолютные высоты колеблются от 82 до 240 м. Сложен разновозрастными толщами осадочного чехла этой платформы. Разрез осадочного чехла начинается с R-V образований верхнего протерозоя, на которой залегает токатинская свита. На поверхности, в районе г. Уфы, в долинах рек Уфа и Белая выступают в нижней части гипсы Кунгурского яруса нижней Перми и в верхней части пестроцветные и карбонатные отложения Уфимского яруса (Ожиганов, 1961; Рождественский, Журенко, 1961).
В геологическом отношении складчато-кристаллический фундамент территории перекрыт мощной толщей осадочных пород: песчаников, глин, мергелей, известняков, доломитов, а также легкорастворимых гипсов и ангидритов пермского периода (Геология СССР, 1964).
В геологическом строении дневной поверхности принимают участие осадочные породы разного возраста - пермской, третичной и четвертичной систем. Пермские отложения представлены кунгурскими серыми и белыми кристаллическими гипсами, которые в верхней части толщи переслаиваются с алевролитами, мергелями, глинами, песчаниками и известняками. Их многочисленные выходы приурочены к крутым склонам долин рек и оврагов. В этих же местах обнажаются породы казанского яруса перми - известняки, песчаники, алевролиты, глины. На размытую поверхность пермских отложений местами налегают отложения миоцена и плиоцена - глины с прослоями бурых углей, кварцевые пески, галечники, скопившиеся в понижениях древнего рельефа. Все это покрывается в долинах четвертичными аллювиальными суглинками, а на водоразделах и их склонах - элювиальными и делювиальными суглинками и щебнем, которые представляют собой почвообразующие породы.
Формирование современного рельефа происходило в сложных геологических, тектонических и климатических условиях под воздействием эндогенных и экзогенных процессов. Сформировавшийся эрозионно-аккумулятивный рельеф представлен с одной стороны выровненной поверхностью с развитой речной сетью с наличием озер, болот и отдельных элементов суффозионно-карстового рельефа, с другой - преобладают крутые и обрывистые склоны с выходом пермских пород, где активно развиваются карстовые процессы. Абсолютные отметки этой поверхности могут достигать 140-180 м. В пределах северо-западной части зеленой зоны г. Уфы долина реки Белой достигает ширины 10-12 километров, в ней выделяется пойма, имеющая высоту 5-7 метров и достигающая ширины 5 км. К пойме приурочены береговые валы, озера - старицы, заболоченные карстовые и суффозионные понижения. Часть их заполнена водой и представляет временные и постоянные озерки различной глубины. Участки низкой поймы характеризуются логово-гривистым рельефом. Левобережная водораздельная равнина представляет собой плиоценовую поверхность выравнивания абсолютной высотой 140-200 метров. Местами она имеет холмисто-увалистый рельеф и расчленена оврагами и балками, характеризуется широким развитием карста. Особенно закарстованы склоны долин, имеющие южную экспозицию (Ожиганов, 1961; Казанцев, Казанцева, 2001).
Климат континентальный, неустойчивый, характеризующийся частыми колебаниями в количестве выпадающих осадков и резкими перепадами температуры воздуха (Алисов, 1947; Авдеев, 1960; Немкова, Климанов, 1968; Очерки ..., 1970; Климат Уфы, 1987).
Климат г. Уфы, определяется взаимодействием трех основных факторов: солнечной радиации, воздушных масс и характером поверхности территории. Значительная удаленность города Уфы от океанов и его положение на самом востоке Европы обусловливают континентальность климата на его территории и в зеленой зоне. Последняя усиливается влиянием резко континентальных территорий Сибири, Казахстана и Арктики (табл. 2.1).
На климат города влияют разнородные воздушные массы, приходящие с различных территорий, что способствует частой смене погоды и определяет переходный характер климата от типичного восточноевропейского к сибирскому. Общими его особенностями являются сравнительно влажное теплое лето и умеренно-суровая снежная зима (Агроклиматические ресурсы..., 1976; Климат Уфы, 1987).
Количество осадков и их распределение обусловлены процессами атмосферной циркуляции. Увлажнение изучаемой территории полностью зависит от влаги, принесенной с Атлантического океана. Среднегодовое количество осадков составляет для г. Уфы 589 мм. С ноября по март выпадает 222 мм, т.е. 38% годовой суммы осадков, а с апреля по октябрь -367 мм, т. е. 62% годовой суммы.
Среднегодовая температура воздуха составляет 3,8С. Самая низкая среднемесячная температура - 12,4С приходится на январь. Абсолютный минимум составляет - 48,5С. Средняя температура июля равна 19,7С, а абсолютный максимум достигает +38,6С. Средняя продолжительность безморозного периода составляет 137 дней, но в отдельные годы она может колебаться от 98 до 176 дней. Устойчивый снежный покров образуется в среднем 10 ноября. Сроки появления первого снежного покрова колеблются от 14 сентября до 19 ноября. Глубина промерзания почвы: ноябрь - 35 см, декабрь - 65 см, январь - 82 см, февраль - 88 см, март - 90 см. В зимний период выпадает в среднем 103мм осадков.
Преобладающими ветрами являются ветры южного и юго-западного направлений, причем зимой резко преобладают южные ветры, а наиболее редко дуют ветры северные и северо-западные, которые усиливаются лишь, в летний период. Преобладание южных и юго-западных ветров связано с циклонами, часто проходящими севернее г. Уфы, а также с областью высокого давления, формирующейся зимой южнее территории Башкортостана. Среднегодовая скорость ветра - 3,1-4,4 м/сек (Климат Уфы, 1987; Государственный доклад..., 2013).
Оценка жизненного состояния древесно-кустарниковых насаждений
Относительное жизненное состояние насаждений определялось по следующей шкале: здоровое насаждение, ослабленное, сильно ослабленное и полностью разрушенное. Для определения ОЖС деревьев использовалась вспомогательная таблица 3.2., также рассчитывали объем стволов деревьев на пробной площади (Лесотаксационный справочник, 1980).
При определении относительного жизненного состояния дерево относится к той категории, на которую указывает большинство исследуемых признаков - два из трех или все признаки. Нередко случается так, что все три показателя указывают на разные категории. В этом случае все они рассматриваются в комплексе, и выбирается наиболее оптимальная категория. Следует отметить, что при возникновении спорной ситуации наибольшее внимание уделяется повреждению листьев, а также повреждениям стволов разного рода: морозобойные трещины, раковые течи камеди, суховершинность, энтомопоражения (кладки яиц, стволовые заселения и т.д.), фитопатологические повреждения (образование на стволе плодовых тел грибов) и т.д. Характер и степень повреждения стволов могут в значительной степени повлиять на категорию относительного жизненного состояния дерева.
Определение уровня радиационного загрязнения проводились по результатам регулярных наблюдений на пробных площадях. Измерение уровня радиационного фона обычно ведется в мкЗв/час или мкР/час. 1мкР/час по биологическому действию примерно равен 0,01 мкЗв/час. Естественный усредненный радиационный фон обычно лежит в пределах 10-16 мкР/час. Нормой радиационного фона принято считать значение, не превышающее 20 мкР/час. Безопасным уровнем для человека считается порог в 30 мкР/час (ФЗ №3 от 05.12.96).
На территории г. Уфы, в 7-ми административных районах определены 25 пробных площадей. На пробных площадях устанавливаются две точки, на которых выполняются замеры по радиационному загрязнению. Одна точка -без насаждений, вторая - с насаждениями, то есть первая, основная точка (ОТ) располагается на открытой местности - в общественных местах, улицах, в жилых районах, у входов в здания. Вторая - контрольная точка (КТ) закладывается в закрытом или полуоткрытом пространстве - в насаждениях: парки, сады, скверы, бульвары и небольшие зеленые участки. Уровень радиационного фона определялся индикатором радиоактивности «Эколог». Измерения проводились на высоте 1 метра от уровня почвы.
Время замеров — в светлое время суток, с 9:00-10:00 до 18:00-19:00 часов. Замеры проводились 6 раз в месяц: 4 - в будние дни и 2 - в выходные.
В течение исследуемого месяца определялось среднее значение буднего и выходного дня для каждой пробной площади (за месяц, за сезон, за год).
Кроме исследований радиационного фона на пробных площадях, также проводились измерения гамм-фона возле предприятий и заводов (потенциальные источники радиационного загрязнения) и в почвах (в КТ). Тип почв определен с использованием учебных пособий по почвоведению (Почвоведение..., 1972; Зеликов, 1981; Практикум..., 1986; Почвы..., 1995, 1997; Методические..., 2011). Замеры вблизи предприятий выполнялись в течение календарного года в будние и выходные дни по одному разу в месяц, и устанавливалось среднее значение за год. Замеры по радиационному загрязнению в почвах выполнялись в летний сезон, по 1-му разу в месяц, и определялось среднее значение за сезон. Уровень радиационного фона в почвах определялся на глубине до 0,5 метра, а также на поверхности асфальта или брусчатки (ОТ).
Для измерений использовали индикатор радиоактивности "Эколог" (рис. 3.2). Детектор - индикатор радиоактивности (далее индикатор) позволяет оценить радиационную обстановку и наличие загрязнения продуктов питания, строительных материалов, одежды и т.д. радиоактивными веществами. Индикатор оценивает уровень мощности эквивалентной дозы (далее МЭД) загрязненности источниками гамма-квантов и бета-частиц окружающей среды и различных объектов. Прибор индицирует МЭД на цифровом табло и извещает продолжительным звуковым сигналом о превышении порога МЭД (Руководство..., 2011). Рис. 3.2. Детектор - индикатор радиоактивности «Эколог».
Особенности измерения данного прибора является неоднократное измерение, то есть на цифровом табло индикатора индицируется количество частиц, посчитанных датчиком от начала цикла, при окончании времени цикла, в зоне индикатора «МЭД» появится значение МЭД. С каждым следующим циклом измерения это значение будет становиться все более точным, и поэтому измерения проводились по такому методу: снимаем 5-7 последовательных показаний на индикаторе радиоактивности «Эколог», и по последним значениям определяем окончательную мощность эквивалентной дозы.
Описание индикатора: На лицевой панели находится жидкокристаллический индикатор, на котором в верхней строке индицируются МЭД и подсчитываемые кванты излучения, а в нижней строке - установленный порог звуковой сигнализации. Также на лицевой панели расположена пленочная клавиатура с тремя кнопками управления: большая кнопка включения/выключения питания, обнуления показаний и отключения звуковой сигнализации; кнопка включения подсветки индикатора; кнопка изменения порога звуковой сигнализации прибора (Руководство..., 2011).
Оценка способности снижения радиационного загрязнения древесно-кустарниковой растительностью в условиях г. Уфы
Относительно защитных свойств древесно-кустарниковых насаждений в целом по сезонам установлено, что уровень гамма-фона в насаждениях ниже только весной (на 0,15-0,25 мкР/час) по сравнению с открытыми участками. В остальных сезонах уровень РЗ в насаждениях выше на 0,25-0,6 мкР/час, но в пределах среднего квадратичного отклонения. Здесь можно отметить, тенденцию к снижению негативного влияния гамма-фона в весенний период за счет появления зеленной массы древесно-кустарниковых насаждений. А в зимний и летне-осенний период просматривается тенденция увеличения радиационного фона в насаждениях (табл. 4.9; рис. 4.51).
Всего 25 62 (из 200) 24 Достоверные отличия между ОТ и КТ в процентном соотношении составляет 31%. Достоверные разницы установлены в конкретных ПП и сезонах. Повышенный гамма-фон в ОТ: №1 весна в будние дни, №18 весна в будние дни, №25 все сезоны в будние и выходные дни, кроме весеннего периода в выходные дни, №3 зима, лето в будние дни, №4,8 весна, лето в будние и выходные дни, осень в будние дни, №13 зима, осень в будние дни, весна в выходные дни, №14 лето в будние дни, зима, весна в выходные дни, №15 лето в будние дни, осень в выходные дни.
Повышенный гамма-фон в КТ: №1,9 лето в выходные дни, №19 весна, лето в будние дни, весна в выходные дни, №20 лето осень в будние дни, осень в выходные дни, №21 зима, лето, осень в будние дни, лето в выходные дни, №6 осень в будние дни, №5 зима, весна, осень в будние дни, зима, лето в выходные дни, №7 лето, осень в будние дни, зима в выходные дни, №16 лето в будние и выходные дни, №17 лето в будние дни, лето, осень в выходные дни, №10 весна, лето, осень в будние дни, зима, лето в выходные дни, №12 зима-осень в будние дни, лето в выходные дни, №23 лето в будние дни, осень в выходные дни.
Далее определяем средний радиационный фон за год по данным пробным площадям. Уровни радиационного загрязнения за год представлены отдельно по административным районам (рис. 4.52-4.59).
Годовые показатели радиационного фона Кировского района г. Уфы. По результатам, представленным на рисунках 4.52, 4.53 определено, что в Кировском районе радиационный фон между ОТ и КТ достоверных различий нет. За исключением ПП№19 в будние дни и ПП№21, 25 в будние и выходные дни. На ПП№19, 21 установлено, что гамма-фон в насаждениях превышает параметры открытых площадей, а на ПП№25 в насаждениях радиационный фон ниже по сравнению с открытыми безлесными участками. В остальных ПП№1, 19 (в выходные дни), 20, 24 просматривается тенденция увеличения гамма-фона в насаждениях, за счет естественной радиоактивности почвы. И на ПП№2, 18, 25 наблюдается другая тенденция радиационный фон в насаждениях уменьшается. Это объясняется тем, что на данных пробных площадях древесно-кустарниковые насаждения являются преградой ионизирующему излучению.
Исследования показывают, что (рис. 4.54) годовые показатели гамма-фона между ОТ и КТ не имеют достоверных различий. Но на ПП№3 в будние дни наблюдается достоверное отличие, где радиационный фон в насаждениях ниже. На других пробных площадях отмечается тенденция к снижению негативного влияния гамма-фона за счет древесно-кустарниковой растительности (ПП№3 в выходные дни) и к увеличению радиационного фона в насаждениях (ПП№6) за счет радиоактивности почвы.
На рис. 4.55 показано, что существуют достоверные отличия между годовыми показателями гамма-фона ОТ и КТ в Советском районе. На ПП№4 радиоактивность в ОТ выше, чем в КТ, то есть в насаждениях гамма-фон ниже. Это можно объяснить тем, что древесно-кустарниковые насаждения могут являться преградой ионизирующему излучению. На ПП№5 и 7 годовые показатели гамма-фона в насаждениях показывают выше по сравнению с безлесными участками, за счет радиоактивности почвы на данных пробных площадях, за исключением ПП№7 в будние дни, где достоверное отличие не наблюдается, но прослеживается тенденция увеличения радиационного фона среди насаждений.
В исследование радиационного фона Октябрьского района между ОТ и КТ были установлены достоверные отличия, не считая ПП№16, 17 в будние дни. Фактические различия установлены на ПП№8, где в насаждениях радиационный фон ниже, и на ПП№16, 17 в выходные дни, но при этом уровень радиоактивности среди древесно-кустарниковой растительности выше, за счет естественного радиационного фона почвы. На ПП№8 можно считать, что древесные растения имеют защитные свойства от действия радиационного излучения.
На рис. 4.57 годовые уровни радиационного фона ОТ и КТ Орджоникидзевского района не показывают достоверных отличий. За исключением ПП№10, на котором гамма-фон в насаждениях выше по сравнению с открытыми безлесными участками. Это может быть связано за счет естественной радиоактивности почвы. На остальных пробных площадях наблюдается тенденция увеличения радиационного фона окружающей среды древесно-кустарниковых растений. квадратичного отклонения. Но на ПП№12 в будние и выходные дни, ПП№15 в выходные дни наблюдаются достоверные отличия. На ПП№12 уровень гамма-фона в насаждениях показывает выше по сравнению с открытыми площадями, за счет радиоактивности почвы. На ПП№15 уровень радиационный фон в насаждениях ниже, это свидетельствует о том, что древесно-кустарниковое насаждение является естественной преградой радиационному излучению. Та же ситуация прослеживается на остальных пробных площадях, на которых наблюдается тенденция понижение радиоактивности в насаждениях.
Годовые уровни радиационного фона Демского района между ОТ и КТ достоверных отличий не зафиксировано. Но на данных пробных площадях отмечается тенденция повышения негативного влияния гамма-фона в древесно-кустарниковои растительности, возможно, это происходит за счет радиоактивности почвы.
В итоге исследованиями установлено, что годовые показатели радиационного фона г. Уфы, между ОТ (без насаждений) и КТ (в насаждениях) в будние и выходные дни имеют 20 достоверных различий, что составляет - 40%. Достоверные отличия отмечаются: на ПП№4, 8, 25 в будние и выходные дни, 3 в будние дни, 15 в выходные дни, (повышенный гамма-фон на ОТ) и на ПП№5, 10, 12, 21 в будние и выходные дни, 19 в будние дни, 7, 16, 17 в выходные дни (повышенный гамма-фон на КТ).