Навігація
Головна
ПОСЛУГИ
Авторизація/Реєстрація
Реклама на сайті
 
Головна arrow Екологія arrow Самоочищення природного середовища після чорнобильської катастрофи
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Передмова

Міграція штучних радіонуклідів у навколишньому середовищі безперервно вивчається з середини XX ст., починаючи від перших ядерних випробувань. При цьому особлива увага приділяється відстеженню шляхів, завдяки яким радіонукліди накопичуються в харчових ланцюгах, в результаті чого надходять до організму людини. Визначальною ланкою трофічного ланцюга є трансформація радіонуклідів у середовищі ґрунту та надходження до рослинності. Саме процеси масообміну хімічних елементів між живими організмами та навколишнім середовищем В.І. Вернадский визначив як біогеохімічні [54].

Глобальна за масштабами та наслідками Чорнобильська катастрофа стала суворим попередженням людству і показала необхідність надзвичайно відповідального поводження з будь-якими потенційно небезпечними технологіями, що використовують ядерну енергію. Ця катастрофа, що не має аналогів у світовій практиці, призвела до забруднення техногенними радіонуклідами понад 1 млн км2 території Землі, в тому числі близько 42 тис. км2 в Україні, створивши унікальну можливість для дослідження поведінки радіонуклідів практично в усіх типах наземних екосистем.

Головною особливістю Чорнобильської аварії є відносно короткий у часі “імпульсний” викид, що виявилося особливо цінним для дослідників, оскільки з викидом утворився часовий маркер, використовуючи який можна оцінити швидкість подальших процесів. Радіонукліди, що випали на земну поверхню внаслідок Чорнобильської катастрофи, можуть бути міткою сучасних геохімічних процесів у системі “ґрунт – ґрунтовий розчин – рослинність”. Їх можна використовувати для моделювання міграції широкого спектра техногенних забруднювачів. Об'єктивність такого підходу визначається фіксованою датою випадінь, відсутністю природного фону, високою точністю та чутливістю радіометричного обладнання, широким розмаїттям ландшафтно-геохімічних умов забрудненої території Українського Полісся. У зв'язку з цим вивчення і моделювання поведінки радіонуклідів у навколишньому середовищі набувають величезного значення для розвитку екологічної геохімії.

Стан радіоекологічної обстановки в зоні впливу радіаційної аварії характеризують параметрами радіоактивного забруднення конкретним радіонуклідом земної поверхні, продуктів харчування, кормів, природних вод, повітря. Вплив радіаційної обстановки на людину оцінюють шляхом переходу від концентраційних радіоекологічних параметрів середовища до доз зовнішнього і внутрішнього опромінення з надходженням радіонуклідів в організм.

Розрізняють періоди ранньої, середньої і пізньої фаз радіаційної аварії. Період ранньої фази завершується формуванням радіоактивного сліду. Середня фаза настає через 1–2 міс і завершується через 1–2 роки. До особливостей середньої фази належать порівняно швидке зменшення на місцевості потужності поглиненої дози зовнішнього гамма-опромінення, переважання кореневого шляху забруднення сільськогосподарської продукції.

Пізня фаза характеризується зниженням рівнів радіоактивного забруднення до фонових унаслідок ядерно-фізичних і екологічних (довільних природних) процесів самоочищення середовища, а також проведених контрзаходів. У зоні впливу Чорнобильської аварії основним джерелом зовнішнього опромінення виявився 137Cs у випадіннях на поверхню ґрунту, а внутрішнього – 137Cs і 90Sr у продуктах харчування, які виробляють на забруднених цими радіонуклідами територіях.

На еволюцію радіаційної обстановки впливають як техногенні, так і природні чинники:

  • • радіоактивний розпад короткоіснуючих радіонуклідів, зумовлений їхніми ядерно-фізичними властивостями;
  • • трансформація радіоактивних випадінь, кінетика якої залежить від дисперсного та речовинного складу випадінь, фізико-хімічних умов середовища;
  • • природне самоочищення повітряного середовища, різке зниження безпосередньо поверхневого забруднення рослинного покриву, зміна механізму надходження радіонуклідів у рослинність від поверхневого забруднення до кореневого живлення;
  • • перерозподіл радіоактивних речовин в екосистемі, зокрема внаслідок заглиблення в ґрунт і донні осади;
  • • контрзаходи (заходи щодо пилопридушення, реабілітація сільськогосподарських угідь тощо).

До природних чинників еволюції радіоекологічної обстановки належать інтенсивність геохімічних і біогеохімічних процесів перерозподілу радіонуклідів у наземних та водних екосистемах залежно від кліматичних умов забрудненої території, вегетаційного стану рослинності на момент аварії, морфології поверхні, залісеність території, видовий склад лісових екосистем та обводнюваність території.

За 18 років, що минули після Чорнобильської катастрофи, напрацьовано величезну кількість аналітичних даних щодо вмісту радіонуклідів в об'єктах навколишнього середовища. Величезні кошти витрачаються на функціонування системи радіоекологічного моніторингу, реабілітаційні заходи.

Досвід досліджень свідчить, що ефективних технологій дезактивації об'єктів природного середовища не існує. Контрзаходи мають деяку ефективність на об'єктах урбанізованих територій та агропромислового комплексу, а в лучних, лісових, річкових та інших природних системах радіаційна обстановка може нормалізуватися лише внаслідок еколого-геохімічних процесів самочинного природного очищення та радіоактивного розпаду дозотвірних радіонуклідів.

Внесок геохімічних процесів, спрямованих на деконтамінацію навколишнього середовища, які визначали еволюцію радіоекологічної обстановки в зоні впливу радіаційної аварії на ЧАЕС, початково оцінювався за винесенням радіонуклідів за межі ландшафту [334]. Як і в працях М.А. Глазовської [66–68], здатність ландшафту до самоочищення оцінювалася за їхньою стійкістю до техногенного впливу, яка характеризується наявністю потенційного запасу буферності вихідних природних ґрунтів і ландшафтів, здатністю біокосних систем до швидкого відновлення нормального функціонування після техногенного впливу.

Досвід показав, що латеральна міграція протягом існування 137Cs і 90Sr виявляється лише на схилових ділянках. На рівнинній території ресуспензія або латеральна водна міграція практично не призводить до очищення забрудненої території. На базі багаторічного моніторингу встановлено залежність швидкості вертикального переміщення центру запасу радіонуклідів від часу [280]. Для l37Cs вона є логарифмічною, а для 90Sr – прямолінійною. Вертикальна міграція 137Cs зумовлює деяке зниження дози зовнішнього опромінення внаслідок екранування ґрунтовим шаром. Визначення геохімічної спеціалізації параметрів вертикальної міграції 137Cs в ґрунтах дало змогу оцінити еволюцію доз зовнішнього опромінення в різних ландшафтно- геохімічних умовах [281].

Зменшення забруднення продуктів харчування як основного джерела внутрішнього опромінення людини зумовлене самочинною дезактивацією трофічних ланцюгів у наземних і водних екосистемах. Як установлено численними дослідженнями, кореневе поглинання радіонуклідів рослинністю залежить від низки техногенних і природних чинників. Причому інтенсивність такого поглинання пропорційна вмісту мобільних форм радіонукліда і змінюється синхронно зі зміною їх вмісту у ґрунті [36]. Встановлення синхронності трансформації та міграції радіонукліда має фундаментальне значення для прогнозування забруднення продуктів харчування, трофічних ланцюгів, оскільки швидкість самоочищення рослинного покриву зумовлена кінетикою трансформації радіонуклідів. З цих міркувань відпадає потреба у достатньо складному моделюванні процесів біоміграції радіонуклідів. Віднині для прогнозування забруднення продуктів харчування, трофічних ланцюгів достатньо визначення параметрів кінетики трансформації радіонуклідів у ґрунтах.

Цим досягненням у геохімії техногенних радіонуклідів передували дослідження розподілу форм знаходження радіонуклідів у ґрунтах в дочорно- бильський період, які узагальнено в монографії Ф.І. Павлоцької [235]. Серед рухомих (міграційних) форм радіонуклідів у ґрунтах автор відзначала водорозчинні, іонообмінні, кислоторозчинні. При цьому можливі зміни співвідношення між формами радіонуклідів у часі вона не розглядала. Після аварії на ЧАЕС з'явилися повідомлення про розчинення диспергованого палива, вилуговування радіонуклідів, були запропоновані схеми їхньої трансформації. В результаті дослідження послідовності трансформацій було розроблено детерміновану кінетичну модель, визначено геохімічну спеціалізацію її часових параметрів, унаслідок чого уможливлено побудову прогнозного розподілу мобільних форм для будь-якої ділянки забрудненої території [38–42, 167]. Установлено також, що утворення фіксованих, недоступних для рослинності форм 137Cs у ґрунті є найважливішим чинником самоочищення трофічних ланцюгів за відсутності винесення радіонукліда з ґрунту. Для балансованих розрахунків розподілу радіонуклідів у рослинному покриві та ґрунтах запропоновано площинний коефіцієнт переходу радіонукліда з ґрунту в рослинність [108, 378].

В останні роки встановлено, що швидкість самоочищення поверхневих водних систем, подібно наземним екосистемам, також визначається швидкістю трансформації радіонуклідів у ґрунтах водозбірних територій та донних осадах [36, 376].

Тому процеси самоочищення природного середовища в зоні впливу радіаційної аварії у наш час надійно прогнозуються з позицій концепції формоутворення, заснованій на синхронізації процесів міграції і трансформації, кінетичній моделі трансформації радіонуклідів і її часових параметрах.

Проте недостатній рівень узагальнення аналітичних даних у галузі радіогеохімії, радіогідрогеоекології, радіобіології тощо, спряженого вивчення радіаційно забруднених екосистем фахівцями різних галузей науки та невизначеність єдиного ідеологічного підходу до наукових досліджень у галузі радіоекології загалом зазвичай призводять до недостатньо обґрунтованих управлінських рішень, пов'язаних з локальним втручанням у навколишнє середовище, що спричинює непередбачувані наслідки. Економія коштів, спрямованих на наукові дослідження, як правило, веде принаймні до марнотратства при впровадженні реабілітаційних заходів. В останні роки наукова громадськість, що дійшла цього висновку, об'єднаними зусиллями видала низку фундаментальних праць з питань екологічної безпеки в зоні впливу Чорнобильської катастрофи [1, 2, 12, 58, 64, 74, 75, 232, 333, 334]. Використовуючи головні підходи, визначені у цих працях, співпрацюючи з провідними вченими України – геохіміками, гідрогеологами, географами, радіо- біологами, автори монографії за власними та літературними даними провели узагальнення радіоекологічних досліджень для визначення основних процесів, що сприяють самоочищенню радіаційно забруднених екосистем. З метою визначення критеріїв самоочищення радіаційно забруднених екосистем Українського Полісся узагальнено результати спільних досліджень Інституту геохімії навколишнього середовища НАН та МНС України, Державного спеціалізованого науково-виробничого підприємства “Екоцентр” МНС України, Інституту геохімії, мінералогії та рудоутворення НАН України, Науково-інженерного центру радіогідрогеоекологічних полігонних досліджень, Поліської філії Українського ордена “Знак Пошани” науково- дослідного інституту лісового господарства і агромеліорації ім. Г.М. Висоцького.

Реалізація емпіричних, статистичних, фізико-математичних і геохімічних методів узагальнення аналітичних даних полягає у використанні другого закону термодинаміки для моделювання трансформації забруднювача в навколишньому середовищі, що в спрощеному вигляді являє собою суму експоненційних закономірностей, дискримінованих для конкретних умов, де напрям процесу задає експериментатор. Інакше кажучи, в експериментальних умовах, де задано напрям процесу, перший член рівняння визначає спрямованість і швидкість перебігу процесу. В цих умовах, ураховуючи чутливість радіометричного обладнання та похибку експерименту, для апроксимації даних і моделювання можливо обмежитись, за винятком випадків наявності антагоністичних процесів, формальним експоненційним (логнормальним) рівнянням.

Завдяки цьому підходу автори визначили константи швидкості трансформації радіонуклідів у ґрунтах і поверхневих водних системах, біогеохімічної міграції у лучних і лісових екосистемах, які ведуть до самоочищення природного середовища від радіоактивного забруднення. Взаємозв'язок між процесами абіогенної трансформації та біогеохімічної міграції визначається концепцією формоутворення в геохімії техногенних радіонуклідів, розробленою д-ром теол.-мінерал, наук Г.М. Бондаренком.

Автори висловлюють глибоку подяку А А. Вальтеру, А. І. Самчуку, Л.В. Кононенко, О.В. Пушкарьову, І.В. Садолько, Т.І. Коромисліченко, К.І. Дренькало, Ю.О. Іванову, А.М. Архіпову, С.А. Паскевичу, О.Л. Шевченку, В.С. Давидчуку, В.О. Кашпарову за допомогу в отриманні аналітичних даних, пробовідбір та створення картографічних матеріалів.

Автори сподіваються, що ця монографія допоможе читачам ближче ознайомитися з новітніми досягненнями в галузі радіоекологічної геохімії. Побажання і пропозиції читачів із вдячністю враховуватимуться у подальших дослідженнях.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік та Аудит
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Нерухомість
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
РПС
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Інші