Введение к работе
Актуальность темы диссертации определяется возникновением в ландшафтной среде техногенного радиационного фактора носящего долговременный характер и негативно воздействующего на живые организмы. В этих условиях охрана природы и рациональное хозяйствование на загрязненных территориях требуют эффективного мониторинга сложившейся радиационной ситуации и адекватного реагирования на ее изменение. Чернобыльская катастрофа стала сильным экологическим, экономическим и социальным потрясением для Республики Беларусь. Вместе с тем, искусственные радионуклиды являются лишь частью техногенного потока загрязнения окружающей среды. Процессы хемотрансформации геосистем часто необратимы, поэтому реальная оценка их последствий необходима для всех сфер жизнедеятельности человека.
Связь работы с крупными научными программами, темами. Диссертационная работа базируется на материалах, полученных в ходе реализации задания "Хемотрансформация региональных и локальных геосистем как показатель их эволюции и совремешюго состояния", вьшолияемого в лаборатории трансформации вещества и энергии в геоэюсястемах Института проблем использования природных ресурсов и экологии (ЖГИГТРЭ) НАН Беларуси в рамках Государственной программы "Геоэкосистемы" (№ гос. регистрации 19962298).
Цель и задачи исследования. Цель работы - выявить ландшафтно-геохимические закономерности содержания, миграции и перераспределения тех-нофильных элементов (прежде всего I37Cs) в условиях Центральной Беларуси. При этом решали следующие задачи:
определение роли природных и антропогенных факторов в формировании пространственной структуры поля радиоактивного загрязнения;
выявление связи морфологических, геохимических и радиационных параметров радиогеохимических аномалий с ландшафтной ситуацией;
сопряженный анализ пространственного распределения различных техно-филытых химических элементов;
установление корреляций между темпами радиальной миграции радионуклидов (РН) и характером антропогенного воздействия на геосистемы;
количественная оценка масштабов миграции ,3?Cs и моделирование результатов его перераспределения в геохимическом ландшафте.
Объект и предмет исследования. Основными объектами исследования явились геохимические ландшафты Минской возвышенности, расположенные в периферийной области Чернобыльской контаминации. В качестве предмета изучения избраны технофильные элементы, поступление которых в ландшафтную среду определяется результатами антропогенной деятельности. Особое внимание уделено 137Cs как наиболее эффективному индикатору техногенных потоков.
Методология и методы проведенного исследования. При сборе и обработке
2 фактического материала использованы, главным образом, методология геохимии ландшафта, а также ряд лабораторно-аналитических и математических методов.
Научная новизна и значимость полученных результатов. Впервые на примере Центрального радиогеохимического района Беларуси получена и опубликована неизвестная ранее информация о миграции, рассеянии и концентрировании ряда тех-нофильных, химических элементов. При этом разработаны научные основы ланд-шафтно-геохимического мониторинга локальных ореолов радиоактивного загрязнения. С учетом как природных, так и антропогенных факторов детализировано поведение искусственных радионуклидов в почвенном покрове. Впервые установлена связь структуры элементарного ландшафта с пространственным строением радиогеохимических полей, в том числе, новым результатом является выделение генетических типов локальных аномалий поля загрязнения 137Cs. Впервые выявлены общие черты и различия в латеральном распределении n7Cs, wSr , Pb, Си, Zn, Ni, Cr, Co. Исследована зависимость интенсивности радиальной миграции поллютан-тов от степени антропогенной нагрузки. Впервые дана количественная оценка процессам перераспределения 137Cs в геохимических ландшафтах Воложинского ореола загрязнения.
Практическая значимость полученных результатов. В настоящее время применение эколого-геохимических показателей, дающих оценку хемотрансформации геосистем, приобретает особое значение для оптимизации природопользования и совершенствования стратегии охраны окружающей среды. Учет специфики формирования полей загрязнения на локальном уровне имеет несомненный социальный эффект при проведении мероприятий, обеспечивающих снижение риска проживания в загрязненных районах. Еще одним практическим выходом работы является крупномасштабное картирование радиационного поля исследуемого района и выявление его структуры, которое может служить основой для принятия решеїшй, направленных на безопасное использование загрязненных угодий как в сельскохозяйственном производстве, так и в рекреационных; целях.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
-
Мозаичность современного поля загрязнения чернобыльским u7Cs на локальном уровне обусловлена природными процессами и осложняется хозяйственной деятельностью.
-
Генетические типы локальных радиогеохимических аномалий выделяются закономерным сочетанием морфологических, геохимических и радиационных параметров и характерны для конкретной ландшафтной ситуации.
-
Общность путей поступления большинства технофильных элементов в ландшафтную среду и схожие характеры их поведения в покровных образованиях приводят к совмещению контуров полей распределения этих загрязнителей и формированию мультипликативных геохимических аномалий.
-
Скорость радиальной миграции i37Cs тесно связана со спецификой хозяйственной деятельности, при этом интенсификация антропогенного воздействия на
почвенный покров ускоряет миграционные процессы.
Личный вклад соискателя. Автор диссертации выполнил основной объем работ по полевому опробованию, радиационной съемке на местности, аналитической и математической обработке фактического материала, а также интерпретации и визуализации полученных результатов.
Апробация результатов диссертации. Результаты работы доложены и обсуждены на I научно-практической конференции "Проблемы охраны геологической среды" (Минск, 1995), на I Международной научной конференции "Экологическое моделирование и оптимизация в условиях техногенеза" (Минск-Co лига рек, 1996), на I Международной научно-практической конференции "Экология и молодежь" (Гомель, 1998), на научно-практической конференции "Геаграфія Беларусі на паро-зе XXI стагоддзя" (Могилев, 1999), на Международной научной конференции молодых ученых "Лес Наука Молодежь" (Гомель, 1999), на Международной конференции молодых ученых "Экологические проблемы XXI века (Минск, 1999), на Республиканской научно-практической конференции "Проблемы ландшафтной экологии животных и сохранения биоразнообразия" (Минск, 2000).
'-' ' Опубликованность результатов. По результатам исследований опубликовано 17 научных работ с суммарным объемом - 32 страницы. Из них: 1 статья в научном журнале, 1 статья в рецензируемом научном сборнике, 8 статей в материалах научных конференций, 7 тезисов докладов на научных конференциях. Количество печатных материалов, подготовленных без соавторов: статей в научных сборниках - 1, статей в материалах научных конференций - 7, тезисов докладов - 2. За рубежом на английском языке опубликовано 3 тезисов докладов.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, 5 глав, заключения, списка использованных источников и 4 приложений. Ее общий объем составляет 216 страниц, включая 73 таблицы и 53 иллюстрации. Список использованных источников содержит 242 названия.
За помощь и содействие автор выражает глубокую признательность всем сотрудникам лаборатории трансформации вещества и энергии в геоэкосистемах ИПИПРЭ НАН Беларуси. Особую благодарность ггриношу научному руководителю д.г.н. Кадацкому В.Б.