Роль лісових екосистем у формуванні доз опромінення населення Українського Полісся

Размещено на http://www.allbest.ru/

"Роль лісових екосистем у формуванні доз опромінення населення Полісся"

радіонуклід лісовий екосистема

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Аварія на Чорнобильській АЕС спричинила екологічно несприятливі умови життєдіяльності населення, яке зазнає хронічного опромінення впродовж усіх років після катастрофи. У віддалений період після аварії мешканці сільських населених пунктів Українського Полісся, розташованих в безпосередній близькості до лісів, належать до групи ризику, оскільки частіше реєструються високі дози внутрішнього опромінення навіть при низькій щільності радіонуклідного забруднення ґрунтів, внаслідок значних коефіцієнтів переходу радіоактивного забруднення із ґрунту в рослинну продукцію. Тому аналіз механізмів формування додаткових доз внутрішнього опромінення даної категорії населення і нині досить актуальний.

У лісах як умовно замкнутих екологічних системах радіонукліди можуть утримуватись протягом всього періоду свого розпаду. Швидкість радіоактивного розпаду дозоутворюючих радіонуклідів головним чином зумовлена геохімічними процесами самоочищення екосистем. Провідну роль у цьому процесі відіграють процеси пролонгованої фіксації забруднювача в ґрунтовому поглинальному комплексі. Отже, вивчення процесів біогенної міграції радіонуклідів в екосистемах забруднених територій набуває особливого значення.

У віддалений період після аварії на ЧАЕС на території Українського Полісся істотним джерелом дози внутрішнього опромінення населення залишаються харчові продукти лісового походження. Радіонукліди чорнобильського походження, накопичуючись в рослинах і тваринах, стали невід'ємною ланкою трофічних ланцюгів і джерелом внутрішнього опромінення людей. Проведені контрзаходи дозволили дещо знизити рівні забруднення ¹³⁷Сs сільськогосподарської продукції і тим самим зменшити ризик надходження радіонуклідів до організму людини. У зв'язку зі зниженням рівня добробуту населення регіону місцеві мешканці, нехтуючи санітарно-гігієнічними рекомендаціями, активно споживають радіоактивно забруднені гриби, ягоди і м'ясо диких тварин, що є основним фактором радіаційної небезпеки для людей. За оцінками фахівців з радіаційної гігієни внесок харчових продуктів лісу у формування дози внутрішнього опромінення для категорії «все населення» коливається у межах 50 - 60%, а для критичних груп населення сягає 75 - 85%.

Усе вищезазначене зумовлює необхідність дослідження особливостей міграції радіонуклідів у лісових екосистемах у віддалений період після аварії на Чорнобильській АЕС та формування дози внутрішнього опромінення населення. У зв'язку з існуванням методичних особливостей у вивченні міграції полютантів компартментами лісових екосистем актуальним і доцільним є довгострокове прогнозування накопичення радіонукліда в лісогосподарській продукції шляхом застосування математичного підходу.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана впродовж 2008 - 2010 рр. в межах завдань наукових досліджень лабораторії радіоекологічного моніторингу Інституту агроекології і природокористування НААН України 04.02.01/054 «Вивчення процесів міграції і поведінки радіонуклідів у ланцюгу «ґрунт - рослина - тварина» та побудова математичних моделей для прогнозування радіоекологічної ситуації в екосистемах Українського Полісся» (№ ДР 0109U008), і завдань науково-дослідних робіт (НДР) і проектів, зокрема за договором № 24-1/19-2008: Розробка «Рекомендацій з ведення лісового господарства в умовах радіоактивного забруднення територій» (№ ДР 0107U009873).

Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи було визначити особливості забруднення і міграції радіонуклідів у лісовій екосистемі у віддалений період після аварії на Чорнобильській АЕС та їх вплив на формування дози опромінення мешканців радіоактивно забруднених територій Українського Полісся.

Для досягнення мети було поставлено такі завдання:

-- визначити особливості забруднення ¹³⁷Cs компонентів лісової екосистеми у віддалений період (2008 - 2010 рр.) після аварії на Чорнобильській АЕС;

-- з'ясувати динаміку розподілу ¹³⁷Cs у лісових екосистемах Українського Полісся впродовж 2008 - 2010 рр.;

-- розробити науково обґрунтовану прогнозну математичну модель міграції ¹³⁷Cs у лісових екосистемах;

-- з'ясувати внесок лісової екосистеми у формування дози внутрішнього опромінення населення через раціон харчування населення;

-- визначити особливості формування дози зовнішнього та внутрішнього опромінення мешканців радіоактивно забруднених територій.

Об'єкт дослідження. Формування дозового навантаження на сільське населення Українського Полісся (за ¹³⁷Cs) завдяки впливу лісової екосистеми.

Предмет дослідження. Особливості забруднення і міграції радіонуклідів у лісових екосистемах Полісся та впливу їх на формування дозового навантаження на населення у віддалений період після аварії на Чорнобильській АЕС.

Методи дослідження:

-- Загальноприйняті методи радіоекологічних досліджень: радіаційного моніторингу, (гама-спектрометричного визначення вмісту радіонуклідів в компонентах екосистем, ЛВЛ-вимірювання тощо);

-- Метод активного анкетування (для визначення особливостей формування дозового навантаження населення);

-- Математичного моделювання міграційних процесів у лісових екосистемах;

-- Статистичні та математичні методи обробки даних з використанням методик опрацювання досліджень на основі комп'ютерних програм (Microsoft Exсel, Statistika 7.0, Maple (version 15), графіки - в Origin 8.5).

Наукова новизна одержаних результатів. Встановлено, що у віддалений період після аварії на Чорнобильській АЕС зниження вмісту ¹³⁷Cs в лісовій екосистемі відбувається переважно завдяки фізичному розпаду радіонукліду. В той час як деякі компоненти лісової екосистеми (лишайники, мохи, гриби тощо) характеризуються підвищеною питомою активністю за ¹³⁷Cs з широким розподілом за абсолютними значеннями.

Шляхом застосування адаптованої до умов Українського Полісся математичної моделі міграції ¹³⁷Cs у лісовій екосистемі визначено особливості динаміки розподілу радіонукліду компартментами екосистеми у віддалений період після аварії та спрогнозовано поведінку радіонукліда у найважливіших з точки зору використання людиною складових екосистеми.

Встановлено особливості характеру розподілу дози внутрішнього опромінення населення зони радіоекологічного контролю Українського Полісся у віддалений період після аварії на Чорнобильській АЕС.

Визначено та проаналізовано внесок лісових екосистем у загальне радіаційне навантаження на населення на прикладі окремих населених пунктів Київської області. Виявлено, що харчова продукція лісового походження досі є одним із визначальних джерел формування доз внутрішнього опромінення населення Українського Полісся.

На основі багаторічних даних доведено вплив доступності найближчого лісового масиву, забрудненого радіонуклідами, на формування дози внутрішнього опромінення.

Уточнено особливості формування величини дозового навантаження мешканців населених пунктів Українського Полісся, де в структурі споживання переважають продукти натурального виробництва.

Практичне та теоретичне значення отриманих результатів. Створена математична модель міграції радіонуклідів ¹³⁷Cs компонентами лісової екосистеми дає можливість прогнозувати динаміку забруднення її окремих складових, а також приймати необхідні управлінські рішення щодо розробки рекомендацій санітарно-гігієнічних норм мешканцями населених пунктів, розташованих поблизу радіоактивно забруднених лісових масивів.

Результати досліджень мають вагоме значення для мешканців населених пунктів регіону Українського Полісся, оскільки дають можливість спрогнозувати потенційне забруднення елементів раціону харчування, які мають лісове походження, що, в свою чергу, дозволяє зменшити надходження радіонуклідів до організму людини шляхом обмеження споживання продуктів, рівень забруднення яких перевищує допустимі норми.

Одержані результати використані при розробці «Рекомендацій з ведення рослиництва на забруднених територіях Київського Полісся»

Теоретичне значення отриманих результатів досліджень полягає у визначенні особливостей забруднення і міграції радіонуклідів у лісовій екосистемі у віддалений період після аварії на Чорнобильській АЕС, а також у доповненні існуючих уявлень про роль лісових екосистем у формуванні доз внутрішнього опромінення мешканців населених пунктів Українського Полісся.

Особистий внесок здобувача. Дисертація є самостійною роботою автора. Дисертантом здійснено інформаційний пошук, проаналізовано, систематизовано і узагальнено літературні дані; спільно з науковим керівником висунуто робочу гіпотезу, обґрунтовано і розроблено програму досліджень; проведено математичні розрахунки, побудовано модель міграції радіонуклідів ¹³⁷Cs компонентами лісової екосистеми, а також проаналізовано та узагальнено отримані результати експедиційних досліджень. Всі наукові положення дисертації, їх інтерпретація та формулювання основних положень і висновків, а також друковані праці підготовлено за безпосередньої участі автора та участі наукового керівника д.б.н., проф. Г.М. Чоботька.

Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертаційної роботи було представлено на ІІ Всеукраїнському з'їзді екологів з міжнародною участю «Екологія/Ecology - 2009» (Вінниця, 23 - 26 вересня 2009 р); ІІІ Міжнародній науково-практичній конференції «Екологічна безпека сільськогосподарського виробництва» (Київ, 22-24 вересня 2010 р.); ІV Міжнародній науково-практичній конференції «Екологічна безпека сільськогосподарського виробництва» (Київ, 21 - 23 вересня 2011 р.); І науково-практичній конференції молодих учених «Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва» (Київ, 22-24 травня 2007 р.); ІІ науково-практичній конференції молодих учених «Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва» (Київ, 9-11 вересня 2008 р.); V Міжнародній науковій конференції студентів, магістрів та аспірантів «Сучасні проблеми екології та геотехнологій» (Житомир, 19-22 березня 2008 р.); Міжнародній інтернет-конференції «Розвиток України в ХХІ столітті: економічні, соціальні, екологічні, гуманітарні та правові проблеми» (Тернопіль, 15 березня 2008 р.); IIІ науково-практичній конференції молодих учених «Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва» (Київ, 22-25 вересня 2009 р.); V з'їзді Радіобіологічного товариства України (Ужгород, 15-18 вересня 2009 р.); І Міжнародній конференції студентів, аспірантів та молодих учених «Фундаментальні та прикладні дослідження в біології» (Донецьк, 23-26 лютого 2009 р.); ІV науково-практичній конференції молодих учених «Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва» (Київ, 1-4 червня 2010 р.); Міжнародній конференції «Двадцять п'ять років чорнобильської катастрофи. Безпека майбутнього» (Київ, 20-22 квітня 2011 р.); 14th International Congress of Radiation Research ICRR 2011, Satellite symposium, «The Chornobyl impact on health and environment - a quarter century later» (Kyiv, Ukraine, September 2-3, 2011 - ); Міжнародній конференції «Радіобіологічні та радіоекологічні аспекти Чорнобильської катастрофи» (м. Славутич, 11-15 квітня 2011 р.); ХІХ щорічній науковій конференції Інституту ядерних досліджень НАН України (Київ, 24 - 27 січня 2012 р.).

Публікації. Результати проведених досліджень за темою дисертаційної роботи опубліковано в 21 науковій праці, з яких 7 статей у фахових виданнях, методичних рекомендаціях.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційну роботу викладено на 182 сторінках комп'ютерного тексту, з них 130 сторінок основного тексту. Вона складається із вступу, п'яти розділів, три з яких є експериментальною частиною роботи, висновків, рекомендацій виробництву, списку 230 використаних літературних джерел, у т.ч. 76 латиницею, додатків. Роботу ілюстровано 16 таблицями, 37 рисунками.

Основний зміст роботи

Процеси міграції ¹³⁷Cs по компартментах лісової екосистеми після аварії на Чорнобильській АЕС. У першому розділі наведено аналіз теоретичних та експериментальних даних, опублікованих зарубіжними та вітчизняними дослідниками, (тут ТРЕБА КОМУ) щодо особливостей розподілу та міграції радіоактивних забруднень між різними компонентами лісових екосистем за весь період від аварії на Чорнобильській АЕС по такий-то рік. Розглянуто існуючі підходи до моделювання міграції радіонуклідів у лісових екосистемах.

Охарактеризовано радіоекологічну ситуацію території Українського Полісся у віддалений період після аварії на ЧАЕС та вплив лісових екосистем регіону на формування доз опромінення місцевого населення. Специфіка (?) ландшафтних умов та фізико-хімічні відмінності у ґрунтах, що обумовлює (зумовлює) різні значення коефіцієнтів (?!) переходу (ЧОГО?) із ґрунту в рослини, призводять до суттєвих і істотних відмін у структурі дозових навантажень на населення за рахунок не лише внутрішнього, але й зовнішнього опромінення у різних частинах Українського Полісся. Зазначено, що тісне співіснування населення північних районів Українського Полісся з оточуючими лісами сприяє формуванню напруженої радіоекологічної ситуації навіть при низькій щільності радіонуклідного забруднення ґрунтів.

На основі здійсненого аналізу обґрунтовано актуальність і перспективність проведення досліджень.

Теоретичною основою дисертаційної роботи є праці Алєксахіна Р.М. (1970, 1973, 1976, 1990), Гудкова І.М. (2001, 2003), Пристер Б.С. (1990, 2007), Гродзинського Д.М. (2001, 2003) - з питань загальної радіоекології;

Долгілевич М.І. (2000, 2001, 2005), Винічука М.М. (2003, 2004, 2005, 2006) - з питань радіоекології макроміцетів;

Краснов В.П. (1999, 2002, 2004, 2006, 2007), Орлов О.О. (1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2006, 2007), Прищепа А.Л. (2001, 2002), Щеглов О.І. (1990, 1996, 1999, 2001, 2006, 2007, ), Булавік І.М. (1998, 1996, 1999), Курбет Т.В. (2001, 2006, 2007), Avila R. (2001) - з питань. лісової радіоекології;

Кутлахмедов Ю.О. (1999, 2003, ), Фесенко С.В. (1995, 1997, 1998, 2001, 2002) - з питань міграції ¹³⁷Cs в системі ґрунт - рослина;

Георгієвський В.Б. (1994), Ясковець І.І. (1998, 1999, 2001, 2004, 2005), I. Linkov (2005, 2006), Янчук В.М. (2002) - з питань математичного моделювання міграції радіонуклідів у природних екосистемах.

Методика і методи проведення досліджень. Характеристика регіону.

Дослідження за темою дисертації проводились впродовж 2008 - 2010 рр. в Зеленополянському лісництві ДП «Поліське лісове господарство» Київської області. Ліси зростають переважно на дерново-підзолисті(их) ґрунтах, різних за механічним складом і ступенем вмісту підзолу (?) (опідзолення), з низьким вмістом чорнозему і підвищеною кислотністю.

Для вивчення радіоактивного забруднення лісів було зібрано та проаналізовано дані з питомої активності ¹³⁷Cs в компартментах лісових екосистем. Методика відбору проб ґрунтів базувалася на «Методичних рекомендаціях по оцінці радіаційного стану в населених пунктах», затверджених Українською міжвідомчою комісією радіаційного контролю забруднення природного середовища. Для проведення досліджень використовувалися стандартні методики та інструкції, прийняті для відбору зразків, їх підготовки та проведення лабораторних аналізів з використанням картосхем Зеленополянського лісництва ДП «Поліське лісове господарство» Київської області.

Гамма-спектрометричний аналіз проб проводився спектрометричним методом (ДСТУ 3743-98) на приладі СЕГ-005, детектор БДЕГ-63. Похибка вимірювання вмісту ¹³⁷Cs у зразках не перевищувала 15%.

В якості додаткових джерел інформації були використані дані польових, стаціонарних та лабораторних досліджень, а також дані наукової літератури, матеріали, отримані з сільських та районних Рад, лісгоспів, СЕС, Державної агенції лісових ресурсів України та метод активного анкетування з використанням анкети опитування населення, розробленої у лабораторії радіоекологічного моніторингу Інституту агроекології і природокористування НААН.

Для з'ясування закономірностей формування дози внутрішнього опромінення населення використовували дані обстеження мешканців 81 населеного пункту Київської області. З метою підтвердження значення лісової екосистеми у формування дози опромінення обстежені пункти були розділені на дві групи за відстанню до найближчого лісового масиву: І - до 2,5 км., ІІ - більше 2,5 км. Для порівняння було обрано населені пункти Київської області, які знаходяться в четвертій зоні радіоактивного забруднення, мають схожі грунтово - кліматичні (ґрунтово-кліматичні) умови та щільність забруднення ґрунту: с. Вовчків Поліського району (група І) та смт. Макарів Макарівського району (група ІІ).

Визначення дози внутрішнього опромінення людини було здійснено згідно з методичними рекомендаціями з дозиметричної паспортизації населених пунктів України за допомогою автоматизованого комплексу спектрометрії внутрішнього опромінення людини «СКРІНЕР».

Отримані дані обробляли методами математичної статистики. З'ясовували вид закону розподілу дози внутрішнього опромінення населення. Дані апроксимували диференціальними функціями таких законів розподілу випадкових величин: логарифмічно нормального і Гауса. Математично-статистична обробка даних проводилася із застосуванням стандартних пакетів програм Microsoft Excel та Statistica.

Математична формалізація моделі міграції радіонуклідів у лісовій екосистемі має вигляд системи лінійних диференціальних рівнянь зі сталими коефіцієнтами. Комп'ютерна реалізація моделі виконувалась в системі Maple (version 10), графіки - в Origin 8.5.

Результати та їх обговорення

Особливості забруднення та міграції радіонуклідів ¹³⁷Сs у лісовій екосистемі у віддалений період після аварії на Чорнобильській АЕС. Лісова екосистема - складний біологічний комплекс (?!), моделювання обігу радіонуклідів в якому (а грунт, а вода - хіба БІО?) потребує попереднього визначення компартментів, найбільш значущих у процесі міграції радіонуклідів у самій системі і поза (ЧОМУ? - не пояснила) нею («Лісова екосистема - це = див. у рецензії). Встановлено, що процеси міграції радіонукліду елементами екосистеми стабілізувались. Винесення забруднювача поза межі системи незначне, а процес її очищення забезпечується, переважно, напіврозпадом ¹³⁷Cs. За величиною вмісту ¹³⁷Cs у віддалений період після аварії яруси рослинності у лісовій екосистемі утворюють такий рангований ряд: ярус макроміцетів >> ярус мохів > ярус лишайників > підріст > деревний ярус > підлісок > трав'яно-чагарниковий ярус.

Для побудови сучасної моделі міграції радіонуклідів ланками лісової екосистеми нами враховано досвід створення трьохфазової моделі (Rafferty, B., 2000), де визначені основні потоки ¹³⁷Сs та їх швидкості в лісовій системі. Схематично обіг радіоцезію в лісовій екосистемі зображений на рис. 1.

Рис. 1. Концептуальна модель міграції радіонуклідів у лісовій екосистемі

У представленій моделі ми враховували основні процеси, характерні для лісової екосистеми, які мають значення для міграції в ній ¹³⁷Сs у віддалений період після аварії. Для розрахунку сумарного вмісту радіонуклідів у лісовій екосистемі ми провели адаптацію узагальненої моделі лісової екосистеми, розробленої Шеллом і Лінковим (1998), для географічних і кліматичних умов Українського Полісся із використанням даних, отриманих в результаті багаторічних польових досліджень, проведених лабораторією радіоекологічного моніторингу Інституту агроекології і природокористування НААН. Наша модель імітує часову залежність радіоактивного забруднення в таких компартментах лісової екосистеми: підлісок, дерево, органічний шар ґрунту (?!!!), лабільний ґрунт, фіксований ґрунт та глибокі шари ґрунту. Побудова рівнянь моделі базується на припущенні, що швидкість перенесення речовини з однієї камери до іншої пропорційна загальній кількості речовини (чи концентрації) в джерелі (кінетика першого порядку). При цьому враховуються загальні втрати (в тому числі за рахунок радіоактивного розпаду) і швидкості надходження активності. Математична формалізація даної моделі має вигляд системи лінійних диференціальних рівнянь першого порядку зі сталими коефіцієнтами. Розроблена модель належить до класу динамічних моделей і є детерміністичною за своїм характером. Комп'ютерна реалізація моделі виконувалась в математичному пакеті MAPLE (version 10), графіки - в MAPLE 10 та Origin 8.5.

Математична формалізація моделі має вигляд системи лінійних диференціальних рівнянь першого порядку зі сталими коефіцієнтами:

,

де Q_і, Q_j - активність нуклідів у певному компартменті екосистеми (Бк/м²); Fi -надходження радіонуклідів до даного компартменту із зовнішнього джерела (Бкм^-2t^-1); a_ij - константи швидкості міжкомпартментного переходу (t^-1); л - швидкість напіврозпаду ¹³⁷Cs; індекс j - номер компартмента, в який направлено потік радіонукліду; індекс i - номер компартмента, з якого цей потік витікає, і, j = 1, 2…6.

Кожне з рівнянь відповідає певному компартменту лісу. При цьому враховується припущення, що швидкість перенесення речовини з однієї камери до іншої пропорційна загальній кількості речовини в джерелі. Враховуються загальні втрати (в тому числі за рахунок радіоактивного розпаду) і швидкості надходження активності. Наші прогнози забруднення компонентів лісової екосистеми співпадають з результатами, отриманими різними дослідниками за допомогою цілої (лишнє слово - вилучи) низки моделей (Schell W.R., 2008). Зокрема, в розробленій нами моделі зберігається тенденція до повільного спаду концентрації ¹³⁷Сs в усіх компонентах лісу (рис. 2).

Рис. 2. Динаміка забруднення ¹³⁷Сs компартментів лісової екосистеми

Загалом зниження вмісту ¹³⁷Сs в лісовій екосистемі добре описується експоненційною залежністю і напряму залежить від фізичного розпаду радіонукліду (рис. 3).

Рис. 3. Порівняння забруднення ¹³⁷Сs сумарно по лісової екосистемі та в результаті природного радіоактивного розпаду

Особливості формування додаткових доз внутрішнього опромінення населення зони Українського Полісся у віддалений період після аварії на Чорнобильській АЕС. Проведений нами аналіз розподілу дози внутрішнього опромінення мешканців Київського Полісся (рис. 4) надав можливість виявити вагомі відмінності значення цього показника залежно від сезону - значення дози зростали восени у порівнянні (русизм -треба=порівняно) з весняним періодом.

Рис.

За результатами досліджень встановлена залежність дози внутрішнього опромінювання сільських жителів від наявності лісових масивів, які прилягають до населених пунктів. Тому при оцінці додаткових доз внутрішнього опромінення мешканців радіоактивно забруднених території доцільно враховувати відстань конкретного населеного пункту до найближчого лісового масиву, радіоекологічну характеристику останнього, а також внесок у структуру доз лісової компоненти.

Прийнятна апроксимація дози законом логарифмічно нормального розподілу свідчить про можливість подальшого зростання значень дози, оскільки цей закон описує сукупності, здатні до росту. Розподіл доз внутрішнього опромінення краще (згідно з оцінкою за критерієм Пірсона) апроксимувався логарифмічно нормальним розподілом, аніж нормальним. Цей факт свідчить про те, що значення дози внутрішнього опромінення є результатом взаємодії певної кількості незалежних факторів, причому характер їхньої дії є мультиплікативним, тобто серед них є переважаючі. Це може бути як і відстань населеного пункту від лісового масиву, так і пора року.

Середнє значення дози внутрішнього опромінення тіла людини за ¹³⁷Cs загалом у Поліському районі восени порівняно з весною збільшилось у 1,5 раза (табл. 1), у той час як медіанне значення зросло у 1,3 раза. Це свідчить як про зростання індивідуальних доз внутрішнього опромінення у переважної більшості

Таблиця 1. Статистичні показники розподілу додаткової дози внутрішнього опромінення населення Поліського р-ну Київської обл.

обстежених, так і про збільшення кількості осіб з аномально високими рівнями опромінення. Виявлено вплив відстані населеного пункту до найближчого лісового масиву на формування дози внутрішнього опромінення. Вищий коефіцієнт варіації доз внутрішнього опромінення для населених пунктів, розташованих від найближчих лісових масивів на відстані понад 2,5 км, свідчить про вплив більшої кількості факторів на формування окремих одиниць сукупності даних, оскільки чим більше різноманіття умов, які впливають на показник, тим більша його варіація. Зменшення коефіцієнта варіації для значень доз опромінення восени у населених пунктах Поліського р-ну загалом є наслідоком тіснішого групування сукупності навколо медіани, тобто більшої вирівняності дози опромінення (збільшення однорідності сукупності даних). Збільшення коефіцієнта асиметрії восени загалом для населених пунктів досліджуваного регіону свідчить про зростання значення сезону як переважаючого чинника в формуванні дози внутрішнього опромінення. Зростання значень доз внутрішнього опромінення в осінній період порівняно з весняним найбільш характерно для мешканців населених пунктів, розташованих на порівняно невеликій відстані до найближчого лісового масиву. Мешканці населених пунктів, розташованих на більших відстанях (понад 2,5 км) від лісу як потенційного джерела радіоактивного забруднення, отримують, у середньому, нижчі дози внутрішнього опромінення в порівнянні (русизм -треба - порівняно) з мешканцями населених пунктів, що розташовані ближче. Найімовірнішою причиною цього є те, що, як відомо, продукти лісового походження є вагомим компонентом раціону харчування мешканців прилеглих до лісових масивів населених пунктів.

Формування дози опромінення мешканців радіоактивно забруднених територій. Як відомо, дозове навантаження на населення формується як за рахунок зовнішнього опромінення, при перебуванні людини на відкритій місцевості, у лісі, в будівлі, так і за рахунок внутрішнього опромінення (КОМУ(,) - вилучи) при споживанні різних компонентів раціону харчування. (ШРИФТ !)

Загальна доза зовнішнього опромінення, яку отримує людина, що мешкає на певній території, зумовлюється багатьма факторами. Зокрема, слід виділити три головні складові цієї величини: доза, яку отримує людина при перебуванні в будівлі (при цьому (лишні слова - вилучи) враховується(ють) тип будівлі, а саме матеріал, з якого воно(на) побудоване(на) ); доза, отримана внаслідок перебування на відкритій місцевості; доза, отримана внаслідок перебування людини в лісі впродовж певного часу. Остання складова має виняткове значення для працівників лісової галузі, особливо тих, які працюють на забруднених радіонуклідами територіях.

Для обчислення величини дози внутрішнього опромінення жителів населених пунктів Українського Полісся був використаний раціон харчування (рис. 5).

Рис. 5. Структура раціону харчування мешканців обстежених населених пунктів Українського Полісся за сезонами (а - весна, б - осінь )

(Дай без абзацу, після верхнього речення, бо почала з «местоимения») В ньому як навесні, так і восени, переважає городина (46 і 59% відповідно). Значним є споживання молока, хоча слід зазначити, що у зв'язку із занепадом тваринництва в регіоні відсоток молочних продуктів у раціоні харчування місцевого населення зменшився. Восени дещо зростає (до 12%) частка харчових продуктів лісового походження. (дай без абз.) Даний (тоді - Цей; чи у тебе Денний? - див. перше слово назви табл. 2) раціон включає визначальні в надходженні радіонуклідів до організму людини компоненти (табл. 2).

Таблиця 2. Денний раціон харчування, використаний для оцінок дозового навантаження при внутрішньому опроміненні населення (2010 р.)

Незважаючи на порівняно невисоку частку харчових продуктів лісового походження у раціоні мешканців північної частини Українського Полісся, їх внесок у дозу внутрішнього опромінення становить від 48% навесні до 70% восени. (рис. 6).

Рис. 6. Структура дози внутрішнього опромінення жителів IV зони радіологічного забруднення Українського Полісся по сезонах (а - весна, б - осінь )

Таким чином, підсумовуючи все вищесказане, (це й так ясно - лишні слова - вилучи) можна стверджувати, що у віддалений період після аварії на Чорнобильській АЕС у зв'язку із вищими коефіцієнтами переходу радіоактивного забруднення із ґрунту в продукцію лісу у порівнянні ( русизм -треба - порівняно) з сільськогосподарською продукцією, а також із тривалим утриманням радіонуклідів лісовими екосистемами, мешканці сільських населених пунктів, розташованих неподалік від лісів, належать до групи ризику (див. рецензію). Це підтверджується частішим фіксуванням у них високих доз опромінення. У північних районах Українського Полісся спостерігається значне споживання лісової продукції (гриби, ягоди, дичина), що призводить до більших значень вмісту (до більшого накопичення) радіонуклідів в організмі людини. Ця обставина пов'язана з (спричинена) соціально-економічним станом в цьому регіоні. На жаль, внесок цих продуктів у потік радіонуклідів до організму людини важко піддається контролю.

Висновки

У дисертаційній роботі наведені теоретичне обґрунтування і практичне вирішення наукового завдання з визначення особливостей міграції радіонуклідів (за ¹³⁷Сs) у лісових екосистемах та впливу їх на формування дози опромінення населення зони радіоекологічного контролю Українського Полісся у віддалений період після аварії на Чорнобильській АЕС (2008-2010 рр.).

1. Встановлено, що у віддалений період після аварії на Чорнобильській АЕС зниження вмісту ¹³⁷Cs в лісовій екосистемі відбувається переважно завдяки фізичному розпаду радіонукліду. В той час як деякі компоненти лісової екосистеми (лишайники, мохи, гриби) характеризуються підвищеною питомою активністю за ¹³⁷Cs з широким розподілом за абсолютними значеннями.

2. За показником питомої активності радіонукліду серед компонентів екосистеми досі переважають макроміцети, мохи та лишайники, а за показником валового вмісту деревина.

3. Підтверджено, що лісові насадження забезпечують стійкість утримання радіонуклідів в малому кругообігу (колообігу), що запобігає вертикальній міграції ¹³⁷Cs в ґрунтовому профілі, а формування лісової підстилки сприяє депонуванню ¹³⁷Cs у верхніх ґрунтових горизонтах, що гальмує його розповсюдження в екосистемі.

4. У віддалений період після аварії на Чорнобильській АЕС не виявлено принципових відмінностей у особливостях міграції радіоцезію різними типами досліджених лісових екосистем Українського Полісся.

5. На основі проведених досліджень розроблено математичну модель міграції ¹³⁷Cs у лісових екосистемах, яка дає змогу прогнозувати накопичення радіонуклідів у різних компонентах лісової екосистеми (у т.ч. харчових продуктах лісового походження).

6. Апроксимація розподілу доз внутрішнього опромінення мешканців обстежених населених пунктів логарифмічно нормальним розподілом означає, що значення дози внутрішнього опромінення населення є результатом взаємодії певної кількості незалежних факторів, причому характер їхньої дії є мультиплікативним, тобто серед них є переважаючі. Це може бути як і відстань населеного пункту від лісового масиву, так і пора року.

7. Для обстежених населених пунктів виявлено однакову закономірність сезонного розподілу дозового навантаження на мешканців, а саме зростання величин додаткових доз внутрішнього опромінення в осінній період у порівнянні (русизм - треба - порівняно) з весняним. Ця закономірність більш виражена для мешканців населених пунктів, розташованих на порівняно невеликій (до 2,5 км) відстані до найближчого лісового масиву.

8. Незважаючи на порівняно невисоку частку харчових продуктів лісового походження у раціоні мешканців північної частини Українського Полісся (від 5% навесні до 12% восени), їх внесок у дозу внутрішнього опромінення становить від близько 48% навесні до 70% восени.

9. На віддаленому етапі ліквідації аварії на Чорнобильській АЕС дози зовнішнього опромінення мешканців радіоактивно забруднених територій знаходяться в межах допустимих рівнів. Тому основна увага щодо контролю величини додаткового опромінення населення Українського Полісся повинна бути зосереджена на визначенні доз внутрішнього опромінення, отриманих за рахунок споживання харчових продуктів, забруднених радіонуклідами.

1. Слід переглянути і обгрунтувати систему радіаційного контролю якості лісової продукції, дієздатності радіологічних служб на всій території зони радіоактивного забруднення, зосередивши її в основному в найбільш критичних регіонах.

2. Доцільно мінімізувати вплив лісових екосистем на формування дози внутрішнього опромінення мешканців населених пунктів Українського Полісся шляхом інформування населення щодо ризику (про ризики) споживання харчових продуктів лісового походження у зв'язку з їх високою питомою активністю за ¹³⁷Cs.

3. Отримані за допомогою математичної моделі прогнози можуть бути теоретичною основою для рекомендацій щодо стратегії формування споживчого кошика населення забруднених регіонів з метою зниження рівня опромінення людини і прийняття рішення з реалізації радіоекологічних заходів та проектів ефективного використання лісових ресурсів, що сприятимуть відновленню виробничої та соціальної інфраструктури цих територій.

Література

1.Райчук Л.А. Моделювання впливу макроміцетів на міграцію 137Cs в лісових екосистемах для оцінки їх ролі в реабілітаційних процесах / Л.А. Райчук // Агроекологічний журнал. - 2009. - № 2 - С. 107 - 110.

2.Ясковець І.І. Прогнозування поведінки 137Сs у лісових екосистемах за допомогою математичного моделювання / І.І. Ясковець, Л.А. Прокопенко, Л.А. Райчук // Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України / Редкол.: О.Д. Мельничук (відп. ред.) та ін. - К., 2009. - Вип.. 134, ч. 1. - С. 214 - 222 (збір матеріалу, його аналіз, участь у моделюванні, участь у написанні).

3.Святецька А.В. Екологічні особливості розподілу 137Cs в грунтах перелогів Полісся під впливом заліснення / А.В. Святецька, Р.Р. Возняк, М.Д. Кучма, Л.А. Райчук // Агроекол. журн. - 2010. - № 3 - С. 20 - 24 (збір матеріалу, його аналіз, участь у написанні).

4.Чоботько Г.М. Формування дози внутрішнього опромінення населення Українського Полісся внаслідок споживання харчових продуктів лісового походження / Г.М. Чоботько, Л.А. Райчук, В.П. Ландін, Ю.М. Пісковий // Агроекол. журн. - 2011. - № 1 - С. 37 - 42 (збір матеріалу, його аналіз та узагальнення, участь у написанні).

5.Райчук Л.А. Tериторіальні та сезонні особливості формування дози внутрішнього опромінення населення / Л.А. Райчук // Наукові доповіді НУБіП України. - 2012. - №3 (32). - Режим доступу до журн.:

http://nd.nubip.edu.ua/2012_3/12rla.pdf

6.Чоботько Г.М. Моніторинг сезонного розподілу дозових навантажень у населення, що мешкає в третій та четвертій зонах радіоекологічного контролю Українського Полісся / Г.М. Чоботько, Є.Є. Перетятко, В.В. Коніщук, Л.А. Райчук // ІІ -й Всеукраїнський з'їзд екологів з міжнародною участю (Екологія/Ecology - 2009)// Збірник наукових статей. - Вінниця, 23 - 26 вересня 2009 року. - С. 494 - 497 (збір матеріалу, його аналіз та узагальнення, участь у написанні).

7.Качур Д.П. Соціально-екологічні чинники споживчої поведінки населення на радіоактивно забруднених територіях Полісся / Качур Д.П., Замостян П.В., Паньковська Г.П., Райчук Л.А., Кучма М.Д., Святецька А.В. // Агроекол. журн. - 2010. - Спецвипуск. - С. 106 - 110. Екологічна безпека сільськогосподарського виробництва: матеріали ІІІ міжнародної науково-практичної конференції (22 - 24 вересня 2010 р., м. Київ) / Інститут агроекології і економіки природокористування НААН України. - К, 2010 (збір матеріалу, його аналіз, участь у написанні).

8.Чоботько Г.М. Особливості радіоактивного забруднення лісових екосистем Українського Полісся та прогностичне моделювання міграції 137Cs / Г.М. Чоботько, Райчук Л.А., Ю.М. Пісковий, І.І. Ясковець // Агроекол. журн. - 2011. - Спецвипуск. - С. 230 - 233. Екологічна безпека сільськогосподарського виробництва: матеріали ІІІ міжнародної науково-практичної конференції (21 - 23 вересня 2011 р., м. Київ) / Інститут агроекології і природокористування НААН України. - К, 2011 (збір матеріалу, його аналіз, участь у написанні).

9.Райчук Л.А. Моделювання узагальненої лісової екосистеми на символьній математичній мові «MAPLE»/ Л.А. Райчук // Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва: матеріали І науково-практичної конференції молодих учених (22-24 травня 2007 р.). - К., 2007. - С. 90 - 91.

10.Райчук Л.А. Динаміка формування річної дози опромінення у типових населених пунктах Українського Полісся / Л.А. Райчук, В.П. Ландін, І.І. Ясковець // Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва: матеріали ІІ науково-практичної конференції молодих учених (9 - 11 вересня 2008 р.). - К., 2008. - С. 45 - 48.

11.Райчук Л.А. Врахування впливу макроміцетів у математичній моделі міграції 137Сs в лісових екосистемах / Л.А. Райчук, Л.А. Прокопенко, І.І. Ясковець // Сучасні проблеми екології та геотехнологій: Тези V Міжнародної наукової конференції студентів, магістрів та аспірантів, 19-22 березня 2008 року - Житомир: ЖДТУ, 2008. - С. 205 - 207.

12.Райчук Л.А. Міграція радіонуклідів у лісових екосистемах Українського Полісся / Л.А. Райчук, Л.А. Прокопенко, І.І. Ясковець // Розвиток України в ХХІ столітті: економічні, соціальні, екологічні, гуманітарні та правові проблеми: тези доповідей Міжнародної інтернет-конференції (15 березня 2008 р.). - Тернопіль, 2008. - С. 47-50.

13.Райчук Л.А. Деякі аспекти формування доз внутрішнього опромінення у населення Українського Полісся / Л.А. Райчук, Є.Є. Перетятко // Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва: Матеріали IIІ науково-практичної конференції молодих учених (22 - 25 вересня 2009р.). - К., 2009. - С. 112 - 113.

14.Паньковська Г.П. Формування дози внутрішнього опромінення населення Українського Полісся за рахунок продуктів харчування рослинного походження / Г.П. Паньковська, Л.А. Райчук, Н.Л. Свидинюк, І.К. Швиденко // Матеріали V з'їзд Радіобіологічного товариства України (15 - 18 вересня 2009 р.). - Ужгород, 2009. - С. 149.

15.Райчук Л.А. Математичне моделювання як засіб прогнозування поведінки 137cs у лісових екосистемах / Л.А. Райчук, Л.А. Прокопенко, І.І. Ясковець, Ю.В. Алєксєєв //Фундаментальні та прикладні дослідження в біології: матеріали І міжнародної конференції студентів, аспірантів та молодих учених (23 - 26 лютого 2009 р., м. Донецьк) / Донецький національний університет. - Донецьк: Вид-во «Вебер» (Донецька філія), 2009. - С. 387 - 389.

16.Паньковська Г.П. Сучасні пріоритети розвитку аграрного виробництва на радіоактивно забруднених територіях Українського Полісся / Г.П. Паньковська, Л.А. Райчук, Д.П. Качур // Екологічні проблеми сільськогосподарського виробництва: Матеріали ІV науково - практичної конференції молодих учених, 1-4 червня 2010 р., Інститут агроекології УААН. - К., 2010. - С. 187-189.

17.Ясковець І.І. Дозові навантаження жителів Українського Полісся за рахунок зовнішнього опромінення / І.І. Ясковець., Л.А. Райчук, В.П. Ландін // Двадцять п'ять років чорнобильської катастрофи. Безпека майбутнього: Міжнародна конференція, 20 - 22 квітня 2011 року: тези доповідей - К., 2011. - С. 245 - 246.

18.Ясковець І.І. Дозові навантаження жителів Українського Полісся за рахунок зовнішнього опромінення / І.І. Ясковець., Л.А. Райчук, В.П. Ландін // Двадцять п'ять років чорнобильської катастрофи. Безпека майбутнього: Міжнародноа конференція, 20 - 22 квітня 2011 року, Ч.1.: Збірка доповідей. Висновки і рекомендації. - К., 2011. - С. 327 - 330.

19.Chobotko G. Features of contamination and migration of 137Cs in forest ecosystems of Ukrainian Polissya in a remote period after the accident on the Chornobyl NPP / Chobotko G., Raychuk L., Piskoviy Y., Landin V.// The Chornobyl impact on health and environment - a quarter century later: 14th International Congress of Radiation Research ICRR2011, Satellite symposium (Programme and Abstracts), September 2 - 3, 2011 - Kyiv, Ukraine - K., 2011. - P. 29.

20.Чоботько Г.М. Особливості забруднення та закономірності міграції радіонуклідів (за 137Cs) у лісових екосистемах Полісся у віддалений період після аварії на ЧАЕС / Чоботько Г.М., Райчук Л.А., Пісковий Ю.М. // Радіобіологічні та радіоекологічні аспекти Чорнобильської катастрофи: Міжнародна конференція, 11-15 квітня 2011 р. м. Славутич: Тези доповідей. - Славутич, 2011. - С. 188.

21.Г.М. Чоботько. Радіоекологічний моніторинг доз внутрішнього опромінення населення в зоні посиленого радіоекологічного контролю та моделювання радіогенних ефектів внутрішнього опромінення організму (137Cs) в експерименті / Г.М. Чоботько, Ю.М. Пісковий, Л.А. Райчук // ХІХ щорічна наукова конференція Інституту ядерних досліджень НАН України, 24 - 27 січня 20121 р. м. Київ: Тези доповідей. - Київ, 2012. - С. 167 - 168.

Размещено на Allbest.ru