Введение к работе
В результате аварии на Чернобыльской АЭС в окружающую среду было выброшено беспрецедентное количество высокотоксичных техногенных радионуклидов, чуждых живой природе Рассеяние радионуклидов и загрязнение окружающей среды приобрело глобальные масштабы На территории России серьезно пострадали 15 областей, наибольшие уровни загрязнения были установлены в юго-западной части Брянской области.
Актуальность Проблема прогнозирования изменения радиационной ситуации на загрязненной части Брянской области является чрезвычайно актуальной и будет таковой еще в течение нескольких десятилетий. Это связано с большими периодами полураспада осколочных продуктов деления ( Sr, ,37Cs) и трансурановых элементов (239 240,238Pu, 24IAm), чрезвычайно высокой их радиотоксичностью и специфичными особенностями миграции в зоне аэрации Незащищенность водоносных горгоонтов создает реальную угрозу загрязнения подземных вод, используемых населением в хозяйственно-питьевых целях Очевидно также увеличение активности Ат, одного из наиболее опасных для живой природы радионуклидов
Таким образом, решаемые автором задачи весьма актуальны и связаны с обеспечением безопасной жизнедеятельности населения на загрязненных территориях и планированием хозяйственной деятельности
Основная цель работы заключается в создании научно-методических основ оценки и прогнозирования радиационной обстановки в зоне долговременного радиоактивного загрязнения осколочными продуктами деления и трансурановыми элементами Чернобыльского генезиса (на примере юго-западной части Брянской области), необходимых для обеспечения безопасных условий проживания населения и планирования хозяйственной деятельности
В соответствии с поставленной целью основными задачами исследования явились
1 Установление степени изученности, современного уровня и радионуклидного состава очагов загрязнения природных сред (почвы, подземные и поверхностные воды, растения) в зоне чернобыльского следа на территории Брянской области на основе анализа результатов предшествующих и собственных исследований с обоснованием перечня основных практически значимых дозообразующих радионуклидов
2 Оценка используемого аппаратурно-методического обеспечения на соответствие требованиям системы долговременного радиационного мониторинга в условиях техногенного загрязнения
3 Обоснование рационального комплекса радиоизотопных и радиографических методов для радиационного мониторинга природных сред в зоне долговременного техногенного загрязнения и внедрение в практику работ «Геоцентр-Брянск» (филиал ФГУП «Геоцентр-Москва»)
4 Исследование динамики, основных закономерностей миграции и форм нахождения техногенных радионуклидов в типичных ландшафтных зонах загрязненной территории
5 На основе результатов исследований и выявленных закономерностей спрогнозировать изменения радиационной обстановки на периоды до 2015 и до 2055 года с оценкой радиационных рисков и дозовых нагрузок на население за счет потребления природных вод, продуктов питания, пылевого разноса, лесных пожаров и других природных факторов
Научные положения, выдвигаемые на защиту:
1 Теоретически обоснован и надежно апробирован в зоне долговременного техногенного загрязнения рациональный аппаратурно-методический комплекс радиоизотопных, радиографических и электронно-микроскопических методов, обеспечивающий проведение метрологически достоверного радиационного мониторинга природных сред (почвы, донные отложения, воды, растительность) с определением высокотоксичных трансурановых (239+240Ри, 38Pu, 241Pu, 24lAm) и осколочных C°ST, 137CS) радионуклидов, выявлением «горячих» частиц, характера пространственного распределения активности и форм нахождения техногенных радионуклидов
2 Установлены современный уровень, состав и формы техногенного радиоактивного загрязнения природных сред, закономерности изменения радиационной обстановки, обусловленные комплексом физических и биогеохимических факторов различной скоростью вертикальной и латеральной миграции радионуклидов в разнотипных ландшафтных зонах, формированием радиоактивных новообразований («горячих» частиц) в почвах, избирательностью растительных форм к накоплению радионуклидов, скоростью радиоактивного распада
3 Созданы научно-методические основы прогнозирования изменения радиационной обстановки в условиях техногенного радиоактивного загрязнения, позволяющие обеспечить достоверную оценку радиационных рисков, до-зовых нагрузок на население и планирование защитных мероприятий в различных ландшафтных зонах
Научная новизна.
Впервые обоснован и применен комплексный подход к радиационному мониторингу природной среды в зоне долговременного техногенного загрязнения осколочными продуктами деления и трансурановыми элементами с использованием вероятностно-статистических методов обработки многолетних экспериментальных данных, обеспечивающих повышение информативности и достоверности результатов Установлен точный современный радионуклидный состав природных сред наиболее типичных загрязненных ландшафтов западной части Брянской области Выявлены ключевые закономерности миграции техногенных радионуклидов в типичных ландшафтах западной части Брянской области Установлены современные новообразованные формы нахождения радионуклидов в зоне аэрации загрязненной территории
Практическая значимость работы Автором систематизирован, обобщен, дополнен и использован для решения практических задач фактический материал по естественной и техногенной радиоактивности природных сред региона На основе разработанного комплекса методов получены объективные достоверные данные о современном состоянии почв, поверхностных и подземных вод, растений в условиях долговременного техногенного загрязнения, а также представлен прогноз развития радиоэкологической обстановки на 2015 и 2055 годы, позволяющий осуществить планирование защитных мероприятий в долгосрочной перспективе с целью обеспечения безопасных условий проживания населения
Материалами для исследований в работе послужили результаты собственных полевых и лабораторных исследований (2003 - 2007 г г), а также отчетные и фондовые материалы и научные публикации по теме
Лично автором и при его непосредственном участии осуществлен выбор контрольных площадок, существенно дополняющих и расширяющих информативность радиационного мониторинга на опытных государственных полигонах, отбор проб природных образований (почвы, растения, поверхностные воды) в 2004 - 2006 г г в типичных ландшафтах изучаемой местности, в том числе с проходкой шурфов и поинтер-вальным опробованием почвенных профилей Во время командировок автором собраны и систематизированы отчетные и фондовые данные по результатам предшествующих и современных исследований Автором сформулированы основные вероятностно-статистические подходы при обработке большого массива разновременных данных, обоснован и апробирован рациональный комплекс радиоизотопных, радиографических и электронно-микроскопических методов для системного радиационного мониторинга в условиях долговременного техногенного загрязнения Автором разработаны научно-методические принципы прогнозирования изменения радиационной обстановки и оценки дозовых нагрузок на население Самостоятельно и при непосредственном участии автора выполнены измерения активности 137Cs, Sr, 241Рц, 23M40Pu, 238Pu, 241Am в 900 пробах почв, 455 пробах воды, 55 пробах растительности, 43 пробах «горячих» частиц
Результаты исследований, полученные автором, внедрены в практику работ «Геоцентр-Брянск» (филиал ФГУП «Геоцентр-Москва»), выполняющего маспггабные многолетние радиоэкологические исследования на загрязненных территориях Брянской области
Апробация работы Основные материалы диссертационной работы докладывались на конференциях «Аналитика России» (сентябрь 2004 г, Московская обл ), «Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека» (октябрь 2004 г, Томск), «Чернобыль - 20 лет спустя Социально-экономические проблемы и перспективы развития пострадавших территорий» (декабрь 2005 г, Брянск)
Публикации По теме диссертации опубликовано 6 научных работ
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, содержит 135 страниц компьютерного набора, содержит 36 рисунков, 22 таблицы Список литературы включает 111 наименований
Диссертационная работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии «Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им Н М Федоровского» (ФГУП ВИМС)
Автор искренне признателен доктору геолого-минералогических наук, профессору Г А Машковцеву, доктору технических наук Г В Остроумову) и руководителю лаборатории изотопных методов анализа, кандидату геолого-минералогических наук А Е Ба-хуру за научное руководство
Автор благодарен сотрудникам ФГУП ВИМС Л А Березиной, Л И Мануйловой, Т М Ивановой, В Т Дубинчуку за консультации и помощь в выполнении научных исследований, а также С Б Гоголю, Г Г Дедковскому, С В Дадыкину за поддержку и помощь при проведении полевых исследований и анализе фондовых материалов
