Радіаційна вагомість фітоценозів лук та перелогів Чорнобильської зони відчуження на етапі пізньої фази аварії

Размещено на http://www.allbest.ru/

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

РАДІАЦІЙНА ВАГОМІСТЬ ФІТОЦЕНОЗІВ ЛУК ТА ПЕРЕЛОГІВ ЧОРНОБИЛЬСЬКОЇ ЗОНИ ВІДЧУЖЕННЯ НА ЕТАПІ ПІЗНЬОЇ ФАЗИ АВАРІЇ

03.00.01 - радіобіологія

ПАСКЕВИЧ СЕРГІЙ АНАТОЛІЙОВИЧ

Київ - 2006

Дисертацію є рукопис

Робота виконана у відділенні проектування об'єктів з радіаційними та ядерними технологіями Інституту проблем безпеки АЕС НАН України

Науковий керівник: доктор біологічних наук, старший науковий співробітник Іванов Юрій Олександрович, Чорнобильський Центр з проблем ядерної безпеки, радіоактивних відходів і радіоекології при Кабінеті Міністрів України, головний науковий співробітник

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор Войціцький Володимир Михайлович, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, професор кафедри біохімії

доктор біологічних наук, Кутлахмедов Юрій Олексійович, Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, завідувач лабораторії радіоекології відділу біофізики та радіобіології

Провідна установа: Науковий центр радіаційної медицини АМН України, м. Київ

Захист відбудеться “29” серпня 2006 р. о 12 ⁰⁰ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.24 Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: м. Київ, пр-т Глушкова, 2, корпус 12, біологічний факультет, ауд. 434. Поштова адреса: 01033, м. Київ, вул. Володимирська, 64, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, біологічний факультет, спеціалізована вчена рада Д 26.001.24.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: м. Київ, вул. Володимирська, 58.

Автореферат розісланий “21” липня 2006 р.

Учений секретар спеціалізованої вченої ради Т.Р.Андрійчук

АНОТАЦІЯ

Паскевич С.А. Радіаційна вагомість фітоценозів лук та перелогів Чорнобильської зони відчуження на етапі пізньої фази аварії. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.01 - радіобіологія. - Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2006.

В роботі аналізуються результати досліджень накопичення ⁹⁰Sr та ¹³⁷Cs надземною фітомасою лук та перелогів (колишніх сільськогосподарських угідь), які знаходяться на території Чорнобильської зони відчуження (ЗВ). Ландшафтний підхід, який було реалізовано в дослідженнях, дозволив ідентифікувати основні типи трав'янистих угруповань, які сформувались на луках та перелогах протягом пізньої фази аварії, та визначити зведені значення КП ⁹⁰Sr та ¹³⁷Cs з ґрунту в рослинність в межах кожного типу угруповання. За допомогою засобів електронного картографування виконано просторові оцінки запасів ⁹⁰Sr та ¹³⁷Cs, які щорічно накопичуються в надземній біомасі лук та перелогів. Визначено рослинні угруповання та їх просторове розташування на території ЗВ, які характеризуються найбільш інтенсивними рівнями залучення радіонуклідів до ланцюгів біогенної міграції. Результати, які відображають поточний фітоценотичний та радіоекологічний стан екосистем, було застосовано для розрахунків дозових навантажень на потенційне населення в разі реабілітації території ЗВ. Встановлено, що за станом на 2004 рік на площах близько 270 км² в південній частині зони відчуження та 14 км² північно-східній частини ЗВ середньорічні значення ефективної дози опромінення населення будуть знаходитись в межах 1 мЗврік^-1. Оцінено внесок різних продуктів харчування місцевого виробництва у формування доз опромінення потенційного населення за рахунок ⁹⁰Sr і ¹³⁷Cs. Запропонований підхід може бути використано для розробки концептуальних підходів до оцінки можливості проведення і визначення напрямків реабілітаційної діяльності на території ЗВ.

Ключові слова: міграція радіонуклідів, ландшафт, рослинне угруповання, фітомаса, коефіцієнт переходу, ⁹⁰Sr,¹³⁷Cs.

АННОТАЦИЯ

Паскевич С.А. Радиационная значимость фитоценозов лугов и залежей Чернобыльской зоны отчуждения на этапе поздней фазы аварии. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.01 - радиобиология. - Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко, Киев, 2006.

В работе анализируются результаты исследований накопления ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs надземной фитомассой лугов и залежей, которые находятся на территории Чернобыльской зоны отчуждения (ЗО). Реализованный в исследованиях ландшафтный подход дал возможность охарактеризовать основные типы травянистых сообществ, которые образовались на лугах и залежах ЗО на поздней фазе аварии. Проведена оценка интенсивности вертикальной миграции ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs в почвах ЗО. Установлено, что основной перенос радионуклидов в почвах автоморфного ряда происходит за счет быстро мигрирующих фракций. В гидроморфных почвах (торфяные и перегнойно-глеевые почвы) миграция ¹³⁷Cs происходит, как в составе быстро мигрирующей, так и в медленно мигрирующей фракций. Скорость миграции ¹³⁷Cs в почвах гидроморфного ряда выше чем в почвах автоморфного ряда.

Количественно определены величины накопления радионуклидов растениями в зависимости от условий произрастания. Определены видовые особенности накопления ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs 214 видами травянистых растений. Наибольшие уровни биоаккумуляции ⁹⁰Sr установлены для видов, произрастающих на почвах легкого механического состава. Значения коэффициента перехода (КП) ¹³⁷Cs в зависимости от почвенных условий изменяются в такой последовательности: болотные > торфяно-глеевые > дерново-подзолистые. Для каждого типа почв ЗО определены виды растений, которые имеют наибольшие и наименьшие значения КП в надземную фитомассу. Оценены усредненные значения КП ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs в пределах каждого травянистого сообщества ЗО. Выполненная унификация значений КП позволяет более точно определить вынос радионуклидов сообществами по сравнению с оценками, проводимыми по доминирующему виду.

С использованием средств компьютерного картографирования проведена пространственная оценка запасов ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs, которые ежегодно накапливаются в надземной фитомассе лугов и залежей. Установлены растительные сообщества и их пространственное расположение на территории ЗО, которые характеризуются наиболее интенсивным уровнем вовлечения радионуклидов в биогенные цепи миграции. Так, наибольшим накоплением ¹³⁷Cs характеризуются травянистые сообщества пойм. В надземной биомассе данных сообществ ежегодно накапливается около 4,810¹¹ Бк ¹³⁷Cs, что составляет около 62 % от общего запаса ¹³⁷Cs накапливаемого в надземной фитомассе лугов и залежей ЗО. Накопление ¹³⁷Cs в условиях мелиорированных залежей составляет 2,110¹¹ Бк, что составляет 26 % от общего запаса ¹³⁷Cs накапливаемого в надземной фитомассе лугов и залежей ЗО.

Для ⁹⁰Sr наибольшее накопление в надземной фитомассе определено для залежей, которые сформировались на осушенных землях. Запас ⁹⁰Sr, который ежегодно накапливается в надземной биомассе этих фитоценозов составляет около 6,610¹¹ Бк, что составляет 36% от общего количества ⁹⁰Sr биогенно-фиксированного травянистыми сообществами ЗО. Анализ полученных результатов расчетов показал, что несмотря на сравнительно меньшее поверхностное загрязнение территории ЗО ⁹⁰Sr чем ¹³⁷Cs, запас биогенно-фиксированного ⁹⁰Sr в более чем в два раза выше, чем ¹³⁷Cs. Общий запас ⁹⁰Sr в надземной биомассе травянистых сообществ ЗО составляет около 1,810¹² Бк, запас ¹³⁷Cs 7,810¹¹ Бк.

Результаты, которые отображают радиоэкологическое и фитоценотическое состояние экосистем, были использованы для расчета дозовых нагрузок на гипотетическое население ЗО в случае реабилитации ее территории и реэвакуации населения. Проведена оценка доз внутреннего и внешнего облучения гипотетического населения при условии постоянного проживания на территории ЗО. Определены уровни возможного загрязнения продуктов питания, получаемых в данных условиях. По уровню значимости в формировании доз облучения за счет ⁹⁰Sr они имеют следующую последовательность: зерно озимых картофель овощи молоко фрукты мясо. Выполнен пространственный анализ доз облучения и построены картосхемы уровней ожидаемых среднегодовых доз облучения для потенциальных жителей ЗО. Предложенный подход может быть использован для разработки концептуальных подходов к оценке возможности проведения и определения направлений реабилитационной деятельности на территории ЗО.

Ключевые слова: миграция радионуклидов, ландшафт, растительное сообщество, фитомасса, коэффициент перехода, ⁹⁰Sr,¹³⁷Cs.

радіаційний рослинний фітоценоз опромінення

ANNOTATION

Paskevych S.A. Radiation significance of meadows and fallow lands phytocenosises of Chernobyl Exclusion Zone during the late phase of the accident. - A manuscript.

Dissertation for the candidate of biological science degree in speciality 00.03.01 - radiobiology. - Kyiv National Taras Shevchenko University. Kyiv - 2006.

Experimental results of ⁹⁰Sr and ¹³⁷Cs accumulation by grasses of meadows and fallow lands (former agricultural lands) situated in Chernobyl Exclusion Zone (EZ) are analysed. Realized in studies landscape approach allows to identify basic grasses associations, formed on meadows and fallow lands during the late phase of the accident, to estimate average weighted values of ⁹⁰Sr and ¹³⁷Cs TF in soil-to-plant system for each type of association. Spatial estimation of ⁹⁰Sr and ¹³⁷Cs stocks, annually accumulated in grasses overground biomass of meadows and fallow lands, has been carried out with the use of mapping software. Grasses associations characterized by most intensive involving of radionuclide to the biogenic migration chains are determined as well as their spatial distribution in the EZ territory. Obtained results represented current radiological state of ecosystems has been used for assessment of irradiation doses for hypothetical population in case of rehabilitation of EZ territory and re-evacuation of population. As to state on 2004, annual average values of effective radiation doses would not be exceed 1 mSvyear^-1 on the territory about 270 km² in south part of EZ and 14 km² in the south-eastern part of EZ Contribution of various foodstuff of local production to formation of radiation doses to potential population due to ⁹⁰Sr and ¹³⁷Cs has been estimated. Proposed approach can be used for development of conceptual approach of rehabilitation actions possibilities on the territory of EZ.

Key words: migration of radionuclides, landscapes, vegetative communities, biomass, transfer factor, ⁹⁰Sr,¹³⁷Cs.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. У випадку радіонуклідного забруднення території природні та штучні лучні фітоценози є критичною ланкою міграції радіонуклідів у ланцюзі “випадіння - ґрунт - рослини - тварини - людина” та, відповідно, одним з найвагоміших джерел у формуванні дозових навантажень на людину при пероральному надходженні радіонуклідів в організм з продукцією тваринництва (Корнеев и др., 1987; Анненков и др. 1991; Пристер, 1991, 1999; Фирсакова, 1992; Фесенко и др., 1995; Алексахин, 1996; Иванов, 1997 ).

Фундаментальні дослідження радіаційного стану лучних фітоценозів протягом ранньої та середньої фаз радіаційної аварії на ЧАЭС дозволили оцінити основні закономірності перерозподілу радіонуклідів аварійного походження в компонентах даних ценозів, а також уточнити результати, які було отримано в дочорнобильський період (Fredriksson et al, 1970; Расселл, 1971; Корнеев, 1973; Тюрюканова, 1974; Фирсакова, 1974).

На етапі пізньої фази (віддалений період) аварії інтенсивність переходу радіонуклідів в рослини знижується істотно меншими темпами в порівнянні з початковими фазами. Динаміка змін структури фітоценозів лук та перелогів Чорнобильської зони відчуження (ЗВ) у віддалений період аварії призводить до уповільнення темпів зниження переходу радіонуклідів у рослинність. За таких умов найвагомішими факторами, що визначають інтенсивність та динаміку переходу радіонуклідів у рослини, а також їх розподіл у грунтово-рослинному покриві, є зміни видової структури і продуктивності трав'янистих угруповань лук та перелогів ЗВ. В той же час, саме ці показники стану фітоценозів ЗВ є найменш вивченими.

Оцінка радіаційної вагомості трав'янистих ценозів ЗВ з точки зору формування дозових навантажень на населення за умов реабілітації окремих ділянок території ЗВ повинна базуватись на даних про запаси радіонуклідів у фітоценозах та потоків радіонуклідів в їх межах.

Науково обґрунтована підтримка прийняття рішень по плануванню та практичній реалізації заходів з реабілітації відчужених територій, у тому числі, їх повернення до господарського використання можлива, в першу чергу, за умови застосування оцінок, що відображають довготермінову динаміку радіаційної вагомості трав'янистих фітоценозів ЗВ у віддалений період аварії.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась в межах плану НДР МНС України за такими темами: „Оцінка розподілу та потоків міграції стронцію-90 в біоценозах ЗВ” (№ держреєстрації 0199U002632), „Оцінка і прогноз динаміки надходження стронцію-90 по харчовому ланцюгу в організм „самоселів” у ЗВ” (№ держреєстрації 0199U002619), “Розробка концептуальних основ комплексної реабілітації території ЗВіЗБ(О)В” (№ держреєстрації 0199U002617).

Мета і завдання дослідження. Метою роботи було проведення оцінки радіаційної вагомості трав'янистих фітоценозів лук та перелогів ЗВ на етапі пізньої фази аварії з урахуванням ландшафтних особливостей території.

Для досягнення поставленої мети передбачалося вирішити такі завдання:

встановити ботанічну структуру фітоценозів лук і перелогів ЗВ та визначити загальну продуктивність надземної фітомаси, встановити вагові характеристики елементів структури фітоценозів;

встановити параметри міграції ⁹⁰Sr та ¹³⁷Cs в ґрунтах ЗВ та оцінити запаси біогенно-фіксованих ⁹⁰Sr та ¹³⁷Cs у надземній фітомасі лук та перелогів ЗВ у залежності від ландшафтно-екологічних умов;

провести кількісну оцінку біогенних потоків ⁹⁰Sr та ¹³⁷Cs в фітоценозах лук і перелогів ЗВ та визначити вплив ландшафтних умов, а також метеорологічних умов вегетаційного сезону на інтенсивність даних процесів;

за допомогою засобів комп'ютерного картографування (геоінформаційних систем - ГІС) провести просторовий аналіз запасів біогенно-фіксованих ⁹⁰Sr та ¹³⁷Cs на території ЗВ та створити карто-схеми просторових оцінок запасів радіонуклідів;

оцінити можливість реабілітації відчужених територій з використанням прогностичних оцінок дозових навантажень на потенційних жителів реабілітованих територій.

Об'єкт дослідження - процеси міграції ¹³⁷Cs та ⁹⁰ Sr у ланці “ґрунт-рослина” на етапі пізньої фази аварії, які характерні для фітоценозів лук та перелогів ЗВ, взаємозв'язки між радіоекологічними показниками та природними умовами середовища.

Предмет дослідження - фітоценози лук та перелогів ЗВ, міграційні ланцюги ¹³⁷Cs та ⁹⁰Sr у системі " ґрунт-рослина".

Методи дослідження: агрохімічні (визначення агрохімічних властивостей ґрунтів), гамма-спектрометричні та радіохімічні (визначення вмісту ¹³⁷Cs і ⁹⁰Sr в зразках ґрунту та рослинності), математичне моделювання (прогнозування міграції радіонуклідів в ґрунтах, оцінка дозових навантажень на населення), а також методи математичної статистики.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше оцінено величини потоків ⁹⁰Sr та ¹³⁷Cs в фітоценозах лук та перелогів, які базуються на дослідженнях міграції радіонуклідів на рівні рослинного угруповання. Проведені геоботанічні та ландшафтні дослідження дозволили провести ваговий аналіз структурних компонентів рослинних угруповань, що сформувались на луках і перелогах ЗВ та встановити величини виносу ⁹⁰Sr та ¹³⁷Cs в кожному елементі ценозу.

Вперше проведено геоботанічний аналіз структури типових угруповань лук та перелогів ЗВ, що дозволило встановити зведені значення коефіцієнту переходу (КП) ⁹⁰Sr та ¹³⁷Cs в біомасу рослинних угруповань. Для ⁹⁰Sr значення зведеного КП знаходяться в межах від 5,8 до 31,0 Бккг^-1/кБкм^-2, для ¹³⁷Cs - від 0,4 до 14,4 Бккг^-1/кБкм^-2. Реалізація такого підходу дозволила оцінити потоки радіонуклідів через рослинні угруповання лук та перелогів на етапі пізньої фази радіаційної аварії.

На основі просторового аналізу, оцінено можливі дози опромінення населення в разі нового заселення ЗВ та визначено ділянки, на яких річні значення ефективної дози опромінення населення знаходиться в межах 1 мЗврік^-1.

Практичне значення одержаних результатів. Експериментальні дані, результати теоретичного узагальнення та висновки, що містить дисертаційна робота, розширюють та уточнюють існуюче уявлення про поведінку ⁹⁰Sr та ¹³⁷Сs в умовах трав'янистих ценозів у пізній фазі радіаційної аварії.

На основі існуючих інструктивно-методичних вказівок запропоновано алгоритм щодо оцінки доз внутрішнього опромінення потенційного населення на території ЗВ за рахунок надходження ⁹⁰Sr пероральним шляхом для територій з різними формами радіоактивних випадінь. Отримані результати можуть бути застосовані для розробки концептуальних підходів при проведенні реабілітаційної діяльності на території ЗВ.

Отримані результати досліджень було застосовано при розробці техніко-економічних обґрунтувань інвестицій для будівництва об'єктів на території ЗВ, при проведенні оцінок впливів на навколишнє середовище, а саме - в “Робочому проекті заходів по стабілізації об'єкту "Укриття", в “Концептуальному проекті будівництва та експлуатації Нового Безпечного Конфайнменту”, “Техніко-економічному обґрунтуванні вибору майданчика для будівництва Центрального сховища відпрацьованого ядерного палива ВВЕР на території ЗВ”.

Особистий внесок здобувача. Дисертантом особисто було виконано польові дослідження, камеральна підготовка зразків до радіометричних, радіохімічних та агрохімічних аналізів, математична обробка отриманих результатів та виконано прогнозні розрахунки, моделювання та обчислення даних засобами ГІС. Теоретичний аналіз і узагальнення отриманих результатів проведено спільно з науковим керівником.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи було представлено на: Науковій конференції “Проблеми екологічної безпеки та керованого контролю динамічних-техногенних систем” (Львів, 1996); науково-практичних конференціях “Наука-Чорнобиль” (Київ, 1997; 1998; 1999); міжнародних наукових зібраннях “Третий съезд по радиационным исследованиям” (Росія, Москва, 1997); IV Міжнародній конференції “Наукові, технічні та соціальні аспекти закриття ЧАЕС” (Славутич, 2000); VI щорічній конференції Міжнародного Чорнобильського центру "Міжнародне співробітництво-Чорнобилю" (Славутич, 2003); Международной научной конференции „Лес. Человек. Чернобыль” (Бєларусь, Гомель, 2004), “2^nd International conference - Radioactivity in the environment” (France, Nice, 2005).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 17 наукових праць, з яких 3 статті у фахових виданнях, які затверджені переліком ВАК України, 13 тез наукових конференцій, співавтор 1 монографії.

Структура і обсяг дисертації. Дисертація викладена на 111 сторінках друкованого тексту, містить 59 таблиць та 19 рисунків. Робота складається зі вступу, огляду літератури, опису матеріалів та методів дослідження, результатів дослідження та їх обговорення, заключення, висновків, списку використаних джерел (193 посилання) та шести додатків.

МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Для вирішення поставлених завдань було закладено сітку стаціонарних пробовідбірних площадок (СПП), якими було охоплено основні типи лук та перелогів, що знаходяться на території ЗВ. Розміщення СПП виконували з урахуванням геологічних та ландшафтних умов території (тип і підтип ґрунту, рельєф місцевості та ін.).

Дослідження проводились впродовж вегетаційних періодів 1996 - 1999 рр. Було закладено 33 СПП розміром 0,25 га, що охоплюють одноманітну за видовим складом рослинність даного екотопу (луки чи перелогу). За час виконання роботи було відібрано 250 усереднених проб ґрунту і близько 3000 проб трав'янистої рослинності. Біологічну продуктивність та динаміку органічної маси в фітоценозах вивчали у відповідності до “Программа и методика биогеоценологических исследований” (1974) та згідно до методики (Родин и др., 1968).

Відбір спряжених ґрунтових та рослинних проб виконували в 3-х разовій повторності. Підготовку проб до вимірів виконували відповідно до “Методичних рекомендацій по відбору проб ґрунту для радіоізотопного аналізу при обстеженні сільгоспугідь” (МНС України, 1991).

Вміст ¹³⁷Cs в ґрунтових та рослинних пробах визначали за допомогою гамма-спектрометричних комплексів фірм “Ortec” и “Canberra” у ДСНВП „Екоцентр”. Визначення ⁹⁰Sr виконували зі застосуванням радіохімічної методики з використанням рідинного сцинтиляційного лічильника “Quantulus” (Suomela et al, 1993).

КП ¹³⁷Cs та ⁹⁰Sr визначали як відношення вмісту радіонукліда в рослинах (Бккг^-1) до щільності забруднення ґрунту (кБкм^-2). Розрахунок параметрів вертикального переносу ¹³⁷Cs в ґрунтовому профілі виконували за допомогою двохкомпонентної конвективно-дифузної моделі (Левчук и др., 1993).

Розрахунки дозових навантажень на потенційне населення ЗВ (зовнішнє опромінення від ¹³⁷Cs та внутрішнє опромінення за рахунок перорального надходження ¹³⁷Cs та ⁹⁰Sr) за станом на 2004 рік виконували, керуючись інструктивно-методичними вказівками “Реконструкція та прогноз доз опромінення населення, яке проживає на територіях України, що зазнали радіоактивного забруднення внаслідок аварії на ЧАЕС”. Забруднення продуктів харчування ⁹⁰Sr оцінено з урахуванням фізико-хімічних форм випадінь (Кашпаров та ін., 2003).

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Геоботанічна характеристика лук та перелогів. Трансформація видового складу фітоценозів ЗВ за післяаварійний період відбулась згідно до едафічних умов виростань, що обумовило формування трав'янистих угруповань з різними видами рослин, ботанічний склад яких визначається їх відношенням до трофності та вологості ґрунту.

Дослідженнями було ідентифіковано 214 видів рослин, які належать до 39 ботанічних родин. Для умов позазаплавних лук ідентифіковано два найбільш типових угруповання - різнотравно-куничникове та різнотравно-осокове. В умовах різнотравно-куничникового угруповання було ідентифіковано 17 видів, які належать до 13 ботанічних родин. В різнотравно-осокових угрупованнях позазаплавних лук структура фітоценозу налічувала 63 види, які належать до 20 родин. Для даних угруповань була відмічена досить виражена зміна видової структури протягом сезону вегетації. Найбіднішу видову структуру мали овечекострицеві угруповання (10 видів).

Просторова характеристика лук та перелогів представлена в табл. 1 та рис. 1. Основна частина лук ЗВ розміщується в заплавах, позазаплавні лучні угруповання складають 8,4% від загальної площі лук.

Таблиця 1. Площі лук та перелогів на території ЗВ

Отримані результати щодо видової структури трав'янистих угруповань лук та перелогів ЗВ були прийняті за основу при встановлені зведених КП ¹³⁷Cs та ⁹⁰Sr для кожного типу угруповання ЗВ.

Оцінка продуктивності фітоценозів. У гідроморфтних ландшафтах, за умов надлишкової зволоженості ґрунту, продуктивність фітоценозів є максимальною. Особливістю таких угруповань є позитивна динаміка утворення надземної органічної речовини протягом вегетаційного сезону. Сезонне збільшення продуктивності живої фітомаси лук в середньому складає біля двох разів. Найбільше наростання живої фітомаси упродовж вегетації, було зафіксовано для пирійно-куничникових угруповань різнотравно-злакових лук ЗВ.

На основі геоботанічного аналізу структури фітоценозів лук та перелогів чорнобильської зони відчуження оцінено їх радіаційну вагомість у віддалений період аварії. вивчено закономірності формування та оцінені кількісні параметри радіоекологічної ситуації в названих ценозах з урахуванням ландшафтних особливостей території, на основі чого виконано оцінки можливих дозових навантажень на потенціальне населення в разі реабілітації території.

Вирішальним фактором від якого залежить продуктивність трав'янистих угруповань лук та перелогів ЗВ є ландшафтне розташування. Найбільшою продуктивністю надземної фітомасси характеризуються заплавні луки (до 4 тга^-1), найменшою - луки з сухотравно-дрібнозлаковою рослинністю (~ 0,6 тга^-1).

Інтенсивність міграції ¹³⁷Cs в ґрунтах гідроморфного ряду вища, ніж в ґрунтах автоморфного ряду, ефективні періоди напівочищення кореневмісного шару ґрунтів від ¹³⁷Cs у віддалений період радіаційної аварії варіює в межах 8,2 - 17 років, екологічні періоди напівочищення - 11-39 років. Зведені значення КП ⁹⁰Sr в біомасу травостанів варіюють від 5,8 Бккг^-1/кБкм^-2 для заплавних різнотравно-злакових луків до 31,0 Бккг^-1/кБкм^-2 для перелогів в умовах природного зволоження. Найвищі значення КП ¹³⁷Cs визначені для фітоценозів лук в заплавах, найменші- для позазаплавних злаково-бобово-вологотравних лук. Винесення ¹³⁷Сs рослинами протягом вегетаційного сезону значно збільшується. Найбільшими значеннями винесення радіонуклідів характеризуються біотопи на ділянках з надлишковою зволоженістю.

Середньорічні потоки ⁹⁰Sr в надземну біомасу лук та перелогів ЗВ складають близько 1,810¹² Бк. При цьому в надземній біомасі лук за вегетаційний період накопичується близько 6,310¹¹ Бк, а на перелогах даний показник складає 1,210¹² Бк. Аналогічні показники для ¹³⁷Cs складають, відповідно, 7,810¹¹, 5,410¹¹ і 2,410¹¹ Бк.

Визначені дозові навантаження на потенційне населення за рахунок зовнішнього та внутрішнього опромінення в разі реабілітації території ЗВ, просторовий аналіз їх розподілу на території зони та побудовані відповідні картосхеми. За станом на 2004 рік лише на площах близько 280 км² річні значення ефективної дози опромінення потенційного населення не перевищуватимуть 1 мЗврік^-1.

На основі існуючих інструктивно-методичних вказівок запропоновано підхід щодо оцінки доз внутрішнього опромінення потенційного населення на території ЗВ за рахунок надходження ⁹⁰Sr пероральним шляхом для територій з різними формами радіоактивних випадінь. Запропонований підхід може бути застосований для розробки концептуальних основ щодо можливостей проведення реабілітаційної діяльності на території Чорнобильської зони відчуження.

СПИСОК НАУКОВИХ ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Паскевич С.А. Вынос ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs надземной фитомассой растительных сообществ лугов и залежей Чернобыльской зоны отчуждения // Радиационная биология. Радиоэкология. - 2005. - Вып. 45. -№3. - С. 281-286.

2. Иванов Ю.А., Паскевич С.А. Некоторые нерешенные радиоэкологические проблемы зоны отчуждения ЧАЭС // Агроекологічний журнал. - 2005. - № 3. - С. 26-31.

3. Arkhipov A., Ischuk A., Nagorsky V., Arkhipov N., Kuchma N., Ivanov Yu., Paskevich S. Use of GIS in radioecological research in the Chernobyl exclusion zone //Annales de l'Association belge de Radioprotection. -1999. - Vol. 24, №4.- P.229-258. (Особисто дисертантом проведено експериментальні дослідження, аналіз та узагальнення отриманих результатів).

4. Автореабілітаційні процеси в екосистемах Чорнобильської зони відчуження: Монографія / В.М. Шестопалов, Ю.О. Іванов, С.А. Паскевич та ін. - К., МНСУ, 2001. - 250 с. (Особисто дисертантом проведено експериментальні дослідження, їх статистична та картографічна обробка).

5. Ivanov Yu.A., Bondarkov M.D., Paskevych S.A. Methodological and Methodical Support for Remediation of Areas Abandoned as a Result of Radioactive Contamination // Radioactivity in the Environment: Proceeding 2^nd International Conference (April 24-25, 2005). - Nice: Norwegian Radiation Protection Authority. 2005. - P.64-67

6. Паскевич С.А., Иванов Ю.А. Луговые ценозы как источник облучения гипотетического населения в случае реабилитации зоны отчуждения ЧАЭС // V съезд по радиационным исследованиям: Материалы Международной конференции (10-14 января 2006 г.). - Москва.: Международный Радиоэкологический Союз. - 2006. - Т. II. - C. 136.

7. Петров М.Ф., Киреев С.И., Паскевич С.А. Запасы наземного органического вещества экосистем лугов и залежей зоны отчуждения ЧАЭС как горючего материала // Проблемы радиоэкологии леса. Лес. Человек. Чернобыль: Сб. науч. тр. - Гомель: ИЛ НАН Беларуси, 2004. - Вып. 61. - С. 117 - 120.

8. С.А.Паскевич, М.Ф.Петров Оценка накопления ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs структурными элементами растительных сообществ лугов и залежей зоны отчуждения // Проблемы радиоэкологии леса. Лес. Человек. Чернобыль: Сб. науч. тр. - Гомель: ИЛ НАН Беларуси, 2004. - Вып. 61. - С.243 - 245.

9. Паскевич С.А. Вынос радионуклидов надземной биомассой сообществ лугов и залежей Чернобыльской зоны отчуждения // Международное сотрудничество - Чернобылю: Материалы VI конференции (9-12 сентября 2003 г.). - Славутич: Из-во МЧЦ. - 2003. -С. 230 - 231.

10. Архипов А.Н., Паскевич С.А Оценка количественных запасов радиостронция в надземной биомассе растительных екосистем // Научные, технические и социальные аспекты закрытия ЧАЭС: Материалы 4-й Международной конференции (26-29 вересня 2000 р.). - Славутич: Из-во МЧЦ. - 2000. -С.103

11. Архіпов А.М., Городецький Д.В., Паскевич С.А., Озорнов А.Г. Оцінка та прогноз міграції радіонуклідів в екосистемах біогеоценозів зони відчуження і виносу активності під впливом природних та антропогенних факторів. // Наука. Чорнобиль-98: Тези доп. наук.-пр. конф. (1-2 квітня 1999 р.). - К.: В-во УРУЦ, 1999. - С.144-145.

12. Архіпов А.М., Городецький Д.В., Паскевич С.А., Озорнов А.Г. Вплив часу та погодних умов вегетаційного періоду на накопичення ⁹⁰Sr та ізотопів плутонію у рослинах природних ценозів та агроценозів ЧЗВ // Наука. Чорнобиль-98: Матеріали конференції (1-2 квітня 1999 р.). - К.: В-во УРУЦ, 1999. - С. 147-148.

13. Архіпов М.П., Архіпов А.Н., Кучма М.Д., Бідна С.М., Матухно Ю.Д., Паскевич С.А., Петров М.Ф., Жданова Н.М., Василевская А.І. Особливості накопичення і міграції радіонуклідів в лісових, лучних і перелогових екосистемах // Наука. Чорнобиль-97: Матеріали науково-практичної конференції (11-12 лютого 1998 р.). - К.: В-во УРУЦ, 1998. - С.96-104.

14. Пилипчук Т.В., Архипов А.Н., Иванова В.Э., Паскевич С.А. Изучение миграции радинуклидов в звене цепочки почва-растение - пчелопродукция // ІІІ съезд по радиационным исследованиям: Материалы Международной конференции (14-17 октября 1997 г.). - Пущино: Из-во РАН, 1997. - C. 467-468.

15. Архіпов А.М., Архіпов М.П., Мелешин А.Ю., Городецький Д.В., Паскевич С.А. Розробка стратегії реабілїтації радіаційно забруднених земель південного сектора зони відчуження // Наука. Чорнобиль-96: Матеріали науково-практичної конференції (11-12 лютого 1997 р.). - К.: В-во УРУЦ, 1997. - С.66-67.

16. Архіпов А.М., Піліпчук Т.В., Паскевич С.А. Особливості міграції ¹³⁷Cs та ⁹⁰Sr в лучних ценозах зони відчуження // Наука. Чорнобиль-96: Матеріали науково-практичної конференції (11-12 лютого 1997 р.). - К.: В-во УРУЦ, 1997. - С.85-86.

17. Архипов Н.П., Архипов А.Н., Паскевич С.А. Поведение ¹³⁷Cs в системе “почва-растение” луговых биоценозов зоны отчуждения // Проблеми екологічної безпеки та керованого контролю динамічних природно-техногенних систем: Матеріали науково-практичної конференції (24-26 вересня 1996 р.). - К., Т-во „Знання”, 1996. - Ч. 2. - С. 33-34.

Размещено на Allbest.ru