Система комплексного радіоекологічного моніторингу районів розташування АЕС України

Моніторинг провадився в межах зон спостереження досліджуваних АЕС, на території яких були виділені райони і підрайони, що мають однакові ландшафтно-геохімічні характеристики. З урахуванням цього сформована мережа пунктів спостереження (моніторингу). В результаті в 30-кілометровій зоні:

- Одеської АТЕЦ було виділено 10 районів і 31 підрайон, створена мережа моніторингу, що складається з 95 пунктів спостереження;

- Чорнобильської АЕС виділено 7 районів і 27 підрайонів, а кількість пунктів спостереження склала 110 одиниць;

- Запорізької АЕС виділено 12 районів і 29 підрайонів, а мережа моніторингу склала 99 пунктів;

Моніторинг території Одеської АТЕЦ, що будується, провадився з метою уточнення даних щодо обгрунтування впливу станції на навколишнє середовище і проведення робіт із підвищення її радіаційної і екологічної безпеки. Він виявив:

- низьку концентрацію рухливих форм важких металів (Sr, Cr, Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Pb) у грунтах і рослинах, що свідчить про існування дефіциту за мікроелементами, особливо гострого за цинком, що може призвести до інтенсивного включення радіоактивних продуктів корозії і деяких продуктів ділення в харчові ланцюжки в процесі експлуатації станції і збільшення дозових навантажень на персонал і населення;

- накопичення в донних відкладеннях водних об'єктів стронцію стабільного, кадмію, цинку, свинцю і міді, які змиваються з площі їх водозбору;

- підвищену концентрацію генотоксикантів у грунтах і, особливо, в донних відкладеннях річок Дністер, Турунчук і плавневих озер;

- формування дози зовнішнього опромінювання в зоні спостереження станції за рахунок радіонуклідів природного (²²⁸Th, ²³²Th, ²³⁸U, ²²⁶Ra, ²¹⁰Po, ⁴⁰K) і глобального (¹³⁷Сs, ⁹⁰Sr) походження, яка складає 0,3 мЗв/год, що відповідає середньому її значенню в Україні;

- неоднорідність у розподілі природних і глобальних радіонуклідів і важких металів, яка визначається ландшафтними умовами.

Результати моніторингу дозволили зробити висновок про те, що радіаційна і загальнотоксикологічна обстановка в районі розміщення Одеської АТЕЦ обумовлюється геохімічними особливостями території, які визначають міграцію і розподіл радіонуклідів, важких металів та інших забруднюючих речовин. Оцінку впливу станції на навколишнє середовище після пуску її в експлуатацію необхідно провадити тільки з урахуванням ландшафтно-геохімічних характеристик району її розташування та особливостей поведінки не тільки радіонуклідів, а й забруднюючих речовин нерадіаційної природи.

Моніторинг території розташування Чорнобильської АЕС (до аварії) провадився з метою комплексного вивчення радіоекологічної обстановки, яка сформувалася за час експлуатації станції. Результати комплексного радіоекологічного моніторингу в зоні спостереження ЧАЕС в доаварійний період показали, що:

- радіоактивність повітря, рослинності і води була обумовлена в основному радіонуклідами глобального (¹³⁷Сs, ¹³⁴Сs, ⁹⁰Sr) і природного походження (²²⁸Th, ²²⁶Ra, ⁴⁰K), що знаходяться у фонових кількостях;

- у ближній до ЧАЕС зоні присутні продукти корозії і поділу (⁵¹Cr, ⁵⁴Mn, ⁵⁶Fe, ⁵⁸Co, ⁶⁰Co, ¹³⁴Cs, ¹³¹I, ¹⁴⁴Ce, та ін.);

- відношення ¹³⁷Cs/⁹⁰Sr у грунті змінюється в межах від 2,5 до 9,2 і в середньому складає 5,7, що відповідає співвідношенню цих РН в глобальних випадіннях на території Білоруського Полісся;

- основний внесок в радіоактивність грунту вносять дочірні продукти розпаду урану, радію і торію, а також ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr. ⁴⁰K;

- розподіли щільності забруднення території ¹³⁷Cs і ⁹⁰Sr апроксимовані логнормальним законом і характеризуються значною позитивною асиметрією;

- місця накопичення ¹³⁷Cs і ⁴⁰K, ⁹⁰Sr і ⁸⁸Sr (стабільний) практично співпадають. Ці елементи можна вважати неізотопними (¹³⁷Cs і ⁴⁰К) й ізотопними (⁹⁰Sr і ⁸⁸Sr) носіями і за поведінкою в грунті одного з них можна судити про поведінку іншого;

- зміни щільності забруднення території радіонуклідами носять закономірний характер: переміщення ⁹⁰Sr і ¹³⁷Cs з рівнини у напрямку до заплави. Ділянки схилів характеризуються найбільш високим градієнтом щільності забруднення. Розподіл ⁹⁰Sr у цілому аналогічний розподілу стабільного стронцію. Порівняння розподілів ⁹⁰Sr і ¹³⁷Cs за профілями вказує на наявність кореляції між ними (рис. 5);

- спостерігається значна неоднорідність розподілу радіонуклідів по території зони спостереження, яка визначається її ландшафтно-геохімічними особливостями. Це підтверджує початковий принцип моніторингу про те, що оцінку впливу викидів АЕС на радіаційну обстановку в ЗС необхідно провадити тільки з урахуванням ландшафтно-геохімічних особливостей території;

- грунти території навколо ЧАЕС містять важкі метали (Cu, Sr, Zn, Mn, Ni, Pb, Co, Cd, Сr), які нерівномірно розподілені по ній, але вони слабо представлені рухливими формами мікроелементів. Розташування ЧАЕС в ендемічній за мікроелементами провінції, з одного боку, вимагає проведення профілактичних заходів щодо ліквідації дефіциту, а з іншого - обумовлює необхідність урахування інтенсивнішого включення радіоактивних продуктів корозії і деяких продуктів поділу в харчові ланцюжки;

- Mn, Cu і Zn є елементами, які відображають спрямованість процесів геохімічної міграції.

У післяаварійний період (у 1986 р. і в 1991 - 1992 рр.) досліджували радіаційне забруднення ґрунтового покриву. Вивчалася територія у радіусі 50 км і 10 км, відповідно. Основна увага приділялася вивченню поведінки дозоутворюючих і біологічно значущих РН ¹³⁷Cs, ¹³⁴Cs, ⁹⁰Sr, а також ¹⁴⁴Се, який має підвищені міграційні характеристики в грунті, і ^239+240Pu - як паливним нуклідам.

Основні результати, одержані при проведенні РЕМ Чорнобильської АЕС в післяаварійний період (пізня фаза комунальної аварії):

- основним чинником, що формує радіаційну обстановку на місцевості в початковий період аварії (гостра фаза), є атмосферне перенесення викинутих з ЧАЕС РН та їх осад на поверхню землі;

початковий перерозподіл опадаючих з радіоактивної хмари РН відбувається в результаті дії вторинного забруднення місцевості (вітрове перенесення, змив, стоки), дія якого, якщо не вжити відповідних заходів, може виявлятися достатньо тривалий час;

післяаварійне забруднення грунту визначається складною взаємодією атмосферних явищ з рельєфом місцевості та ландшафтами і характеризується малою динамікою;

- ландшафтно-геохімічні умови території, яка була забруднена РН в результаті аварії, в перші роки після аварії (~ 5 років) не вносять значущого внеску в перерозподіл (міграцію і накопичення) РН на місцевості. Можна чекати, що їх вплив почне помітно виявлятися не раніше, ніж через 10 - 15 років. У цей період ландшафтно-геохімічні особливості місцевості стануть головними і такими, що визначають радіаційну обстановку в зоні, яка постраждала від аварії;

- довгострокове оціночне прогнозування радіаційної обстановки і можливих дозових навантажень на людей у зоні аварії в цей період можна провадити з використанням даних, що враховують ландшафтно-геохімічні особливості розподілу РН глобального і природного походження;

- кореляції між поведінкою характерних для даної місцевості важких металів і РН в зоні аварії ЧАЕС не виявлено, окрім ⁹⁰Sr і Sr-стаб.;

- виявлені при проведенні моніторингу території навколо ЧАЕС в післяаварійний період місця підвищеного вмісту (накопичення) радіонуклідів співпадають з розташуванням аналогічних ділянок, знайдених до аварії (особливо, для ¹³⁷Cs). Це говорить про можливість використання результатів комплексного радіоекологічного моніторингу навколишнього середовища в районі АЕС, що працює в штатному режимі, для попередньої підготовки до аварійного реагування;

- аналіз розподілу РН по ЗС ЧАЕС після аварії дозволив уточнити запропоноване в доаварійний період розташування місць, які можуть бути рекомендовані для установки пунктів спостереження за станом наземних екосистем навколо ЧАЕС.

При проведенні комплексного радіоекологічного моніторингу території розташування Запорізької АЕС отримані такі результати:

- показано, що радіаційна обстановка в зоні спостереження станції визначається в основному природними радіонуклідами (⁴⁰K, ²²⁶Ra, ²²⁸Th), а також радіонуклідами глобального походження (¹³⁴Сs, ¹³⁷Сs, ⁹⁰Sr);

- розподіли радіонуклідів по поверхні грунту можуть бути апроксимовані логнормальним законом з невеликою позитивною асиметрією і пологим максимумом, окрім розподілу У б-активності, для якої характерна негативна асиметрія, тобто переважання високих значень активності. Розподіл У в-активності у шарі грунту 0 - 0,05 м близький до нормального;

- визначені вміст і запас радіонуклідів природного і глобального походження в грунті зони спостереження. Виявлено накопичення радіонуклідів глобальних випадінь в елементах ландшафтів, що грають роль геохімічних бар'єрів;

- виявлено, що грунти зони спостереження ЗАЕС значно забруднені важкими металами. Концентрація багатьох з них перевищує або ГДК, або фоновий рівень (кларк), що може призвести до біологічних зрушень в стані ґрунтової біоти і зміні деяких біохімічних процесів в грунті. Крім того, велика забрудненість грунту важкими металами і на тлі цього існування дефіциту за деякими мікроелементами може призвести до інтенсивного включення радіоактивних продуктів корозії, викинутих з АЕС, в харчові ланцюжки. У зв'язку з цим моніторинг важких металів у навколишньому середовищі повинен обов'язково входити складовою частиною в регламент контролю стану навколишнього середовища в районі розташування ЗАЕС, який багатий на підприємства теплоенергетики, металургії, хімії, рудовидобувної і переробної промисловості;

- показано, що стічні процеси в зоні спостереження станції можуть відігравати істотну роль у формуванні радіаційної обстановки, особливо при аварії на АЕС, тому їх вивчення слід включити до складу робіт з комплексного радіоекологічного моніторингу;

- дозові навантаження на населення, розраховані за допомогою моделі, заснованої на знанні коефіцієнтів переходу по природних та харчових ланцюжках з їх прив'язкою до виділених при районуванні території розташування станції районів і підрайонів («екологічних координат»), з точністю до порядку величини співпадають із значеннями середніх річних ефективних індивідуальних доз опромінювання населення України (~3,5 мЗв/рік) за рахунок всіх шляхів опромінювання. Внесок ЗАЕС у цю дозу складає 10^-3 - 10^-2% . Розрахунки доз по районах дозволили виявити місця, в яких є тенденція до збільшення рівня опромінювання населення.

Таким чином показано, що запропоновані в дисертації принципи, концепція та методологія ведення комплексного радіоекологічного моніторингу районів розташування АЕС при будь-якому режимі їх роботи, що разом представляють систему цього моніторингу, дає результати, які не можуть бути одержані за допомогою системи радіаційного контролю навколишнього середовища, яка використовується в теперішній час на АЕС України. Причому результати репрезентативні і рівноточні, які відображають характеристики навколишнього середовища і особливості міграції, розподілу і накопичення в ньому забруднюючих речовин різної природи.

У п'ятому розділі з урахуванням аналізу нормативно-правових, методологічних і методичних підходів до забезпечення радіаційної безпеки АЕС та їх практичної реалізації в Україні, а також на підставі отриманих в даній роботі результатів запропоновані шляхи і способи вдосконалення системи радіаційного контролю навколишнього середовища на АЕС.

В першу чергу пропонується: з метою проведення надійного контролю і ефективного управління процесом дозоутворення і формування радіаційної обстановки в районах розташування АЕС при різних режимах їх роботи систему радіаційної безпеки АЕС доповнити системою комплексного радіоекологічного моніторингу.

По-друге, слід побудувати сучасну систему методичного забезпечення контролю, основу якої повинні скласти:

- типове керівництво з організації контролю та радіоекологічного моніторингу природного середовища в районі розташування АЕС;

- перероблений типовий регламент радіаційного контролю на АЕС в частині радіаційного контролю навколишнього середовища;

- нова типова методика формування мережі контролю, у т.ч. АСКРО, пробовідбору і пробопідготовки, яка повинна бути заснована на врахуванні ландшафтно-геохімічних, фізико-географічних, демографічних та інших характеристик зони спостереження АЕС;

- нова типова методика вимірювань радіаційних і нерадіаційних параметрів, де будуть дані рекомендації щодо застосування конкретних методів і засобів вимірювання, виконання розрахунків;

- вдосконалена методика розрахунку доз опромінювання населення, яка враховує особливості перенесення радіонуклідів в приземному шарі атмосфери і міграційні властивості території, що визначають формування дозових навантажень.

Крім того, рекомендується:

- на кожній АЕС створити з використанням геоінформаційних технологій автоматизовані банки даних радіаційного контролю і радіоекологічного моніторингу;

- прийняти до обов'язкового, а не рекомендованого, як зараз, виконання на АЕС вимоги стандартів серії ДСТУ ISO 14000 «Системи управління навколишнім середовищем», що закладе основи для створення автоматизованої системи прийняття рішень з охорони довкілля і раціонального природокористування як частини станційної системи управління безпекою.

У роботі показано, що інформація, одержана від системи радіоекологічного моніторингу при роботі АЕС в штатному режимі, може і повинна стати основою для робіт з превентивної готовності до аварійного реагування.

Як кількісний критерій, за допомогою якого можна виконувати екологічне нормування радіаційного впливу АЕС на навколишнє середовище, пропонується використовувати значення екологічної (радіаційної) ємкості елементів природних систем, що виступає як міра накопичення в них радіоактивних речовин за умови настання динамічної рівноваги між транспортуючим (повітря, вода, біомаса) і поглинаючим (грунт, рослинність та ін.) середовищами при заданому рівні надходження РН.

Надходження РН (Q_i) на одиницю площі (S) ландшафтного елемента від i-го джерела радіаційного впливу можна представити у вигляді суми інтегралів: де підсумовування провадиться по всіх j-х шляхах надходження РН в ландшафтний елемент.

q_ij - об'ємна активність (вміст) РН, що надійшли в ландшафтний елемент від i-го джерела по j-му шляху, Бк/м³. За умови досягнення рівноваги q_ij визначається як екологічна ємкість ландшафтного елемента.

Кij - коефіцієнт, названий нами ємкісним, враховує процеси накопичення РН, міграційні та екологічні характеристики навколишнього середовища, м/рік.

Основним методом обчислення екологічної ємкості є математичне моделювання процесів перерозподілу забруднюючих речовин, що опирається на експериментальне вивчення міграції в ландшафтах і районуванні території з урахуванням їх ландшафтних особливостей.

Нами були виконані розрахунки екологічної ємкості грунту відносно радіоактивного забруднення частини території зони спостереження Запорізької АЕС і з урахуванням цього оцінені максимально допустимі рівні радіоактивного забруднення чорноземних грунтів, розташованих там. Так, для ⁹⁰Sr значення цього рівня приблизно складає 20 Бк/м², для ¹³⁷Cs - близько 100 Бк/м², для ¹³⁴Cs - близько 30 Бк/м². Фактичний рівень забруднення грунту складає в даний час для ⁹⁰Sr і ¹³⁴Cs - 0,1 0,5 Бк/ м², для ¹³⁷Cs - 1,050 Бк/ м², тобто за можливим рівнем забруднення ¹³⁴Cs, ¹³⁷Cs і ⁹⁰Sr грунти зони спостереження Запорізької АЕС мають істотний запас.

За допомогою екологічної ємкості стає можливим визначення екологічно допустимих рівнів викиду і скиду радіонуклідів з АЕС.

Описані в роботі підходи до виконання екологічного нормування радіаційного впливу АЕС на навколишнє середовище за допомогою екологічної (радіаційної) ємкості не претендують на завершеність досліджень і повноту висвітлення проблеми, а лише окреслюють можливі напрями її рішення. Проте критерій неперевищення значень екологічної (радіаційної) ємкості елементів екосистем може стати одним з основоположних принципів екологічної безпеки АЕС та інших підприємств ЯПЦ. Тому в перелік робіт із вдосконалення системи радіаційних нормативів для АЕС слід включити розробку методики розрахунку екологічно допустимих викидів і скидів через визначення екологічної ємкості елементів навколишнього середовища в районах розташування АЕС.

У додатках наведені лістинг програми розрахунку доз опромінювання населення, приклади екранних форм, що містяться в інформаційно-аналітичній системі радіоекологічного моніторингу Запорізької АЕС, карта-схема поверхневого твердого змиву грунтів південної частини зони спостереження Запорізької АЕС та акти впровадження результатів роботи на АЕС України.



ВИСНОВКИ

Системи радіаційного контролю навколишнього середовища, що застосовуються у теперішній час на АЕС України та інших країн, будуються на головному принципі радіаційного захисту: «захищена людина - захищене навколишнє середовище». Але при цьому практично не враховується взаємозв'язок між радіаційно-технологічними характеристиками АЕС (викиди і скиди) та властивостями навколишнього середовища, який визначає формування дозових навантажень на населення і радіаційної обстановки в районі розташування АЕС.

Крім того, системи радіаційного контролю навколишнього середовища є недостатніми для того, щоб дати представницьку оцінку стану навколишнього середовища і дозових навантажень на населення, спрогнозувати негативний вплив радіації на населення і навколишнє середовище, а також для управління його станом, процесом формування доз і для своєчасного вжиття адекватних заходів у разі виникнення позаштатної ситуації на АЕС.

У даній роботі вирішене важливе науково-прикладне завдання радіаційної безпеки АЕС - створення ефективної системи радіаційного контролю на АЕС, яка забезпечить отримання представницької оцінки радіаційного стану і дозових навантажень на населення на території навколо станції, його вірного аналізу і достовірного прогнозу при всіх режимах роботи АЕС, а також дозволить встановити екологічно обґрунтовані технологічні режими викидів і скидів. Визначені недоліки систем радіаційного контролю навколишнього середовища, які застосовуються на АЕС, і запропонований спосіб їх усунення, одержали подальший розвиток принципи, концепція і методологія ведення комплексного радіоекологічного моніторингу в районах розташування АЕС, тобто створена система такого моніторингу, розроблені методи і способи отримання представницької оцінки стану навколишнього середовища і дозових навантажень на населення, запропоновані шляхи і способи вдосконалення системи радіаційної безпеки АЕС.

Узагальнення отриманих відповідно до поставлених у роботі мети та завдань результатів дозволяє зробити такі висновки:

1. Для підвищення репрезентативності та точності оцінок стану навколишнього середовища розроблена методологія, яка заснована на врахуванні екологічних чинників, що формують радіаційну обстановку і дозові навантаження на населення в районах розташування АЕС.

Показано, що основними чинниками, які визначають формування радіаційної обстановки і дозових навантажень на населення в районах розташування АЕС, є атмосферне перенесення радіоактивних речовин, ландшафти, рельєф, грунт і геохімічні особливості цих територій.

2. Розроблені науково-методологічні основи організації і ведення моніторингу навколишнього середовища в районах розташування АЕС як екологічної складової системи радіаційної безпеки АЕС.

Показано, що за своєю суттю моніторинг територій розташування АЕС повинен бути комплексним: радіаційним за чинниками впливу на екосистеми, але екологічним за методологією.

Основна концепція такого моніторингу полягає в комплексності досліджень (всі елементи навколишнього середовища і всі види забруднюючих речовин) і дотриманні еколого-гігієнічного принципу нормування впливу АЕС.

Основними методологічними принципами організації і ведення радіоекологічного моніторингу є районування території зони спостереження за ландшафтно-геохімічними та фізико-географічними характеристиками і формування з урахуванням цього мережі пунктів спостереження.

Схема ведення комплексного радіоекологічного моніторингу в районах розташування АЕС, яка запропонована у роботі, передбачає:

· спостереження за чинниками впливу і станом навколишнього середовища, оцінку існуючого рівня забруднення елементів навколишнього середовища, визначення критичних чинників і шляхів впливу, критичних елементів навколишнього середовища;

· моделювання поведінки критичних забруднюючих речовин, особливо РН, в навколишньому середовищі та харчових ланцюжках, визначення критичних ланок в харчових і екологічних ланцюжках з метою прогнозування рівня забруднення навколишнього середовища і дозових навантажень на населення і визначення критичних груп населення;

· управління навколишнім середовищем у районах розташування АЕС.

На відміну від класичного, підхід, який запропонований у роботі, включає до складу моніторингу функцію управління, що переводить його з розряду інформаційних систем в інформаційно-управлінські.

Програма і регламент моніторингу визначаються, виходячи із завдань забезпечення безпеки населення і навколишнього природного середовища. Відповідно до цього моніторинг може провадитися з різною періодичністю, мати різні об'єкти контролю, параметри і призначення.

Показано, що у разі комунальної радіаційної аварії радіоекологічний моніторинг навколишнього середовища в районі розташування АЕС повинен враховувати особливості атмосферного перенесення аварійного викиду, фізико-географічні і ландшафтно-геохімічні характеристики місцевості, а також результати, одержані при проведенні штатного моніторингу. При цьому оцінку рівня забруднення навколишнього середовища і дозових навантажень на населення доцільно провадити для критичних РН, критичних індикаторних елементів навколишнього середовища, критичних груп населення. Прогнозування рівня забруднення навколишнього середовища, крім математичного моделювання, можна виконувати за даними моніторингу радіаційного і (або) хімічного забруднення, одержаними в доаварійний період.

Управління навколишнім середовищем у разі аварії трансформується у вибір контрзаходів, направлених на мінімізацію рівнів забруднення навколишнього середовища, доз на населення і чисельності осіб з населення, що опинилися у сфері дії аварійного опромінювання.

3.1. Вперше для застосування в системах радіаційного контролю навколишнього середовища розроблений метод урахування екологічних чинників, що полягає в спеціальній структуризації території розташування АЕС, заснований на ландшафтно-геохімічному і фізико-географічному районуванні цієї території.

Основний принцип районування території розташування АЕС полягає в розбитті її на ділянки (райони, підрайони) максимально однорідні відносно характеристик процесів надходження, міграції і накопичення радіонуклідів та (або) інших хімічних елементів і речовин.

Показано, що запропонований спосіб дає можливість вивчити і кількісно описати міграцію забруднюючих речовин, виявити місця їх можливого накопичення і сформувати представницьку мережу пунктів спостереження.

3.2. Вперше запропонований метод формування мережі пунктів спостереження (моніторингу), яка на відміну від мережі радіаційного контролю, що застосовується на АЕС, відображає характеристики навколишнього середовища навколо АЕС.

Така мережа враховує не тільки найнесприятливіші метеоумови, а й рельєф місцевості, типи ландшафтів і ґрунтів, щільність радіоактивного забруднення території спостереження, чисельність населення, що проживає в зоні контролю, та інші характеристики місцевості, що піддаються кількісним оцінкам.

При цьому репрезентативність пробовідбору досягається за рахунок відбору середніх проб, що складаються з великої кількості (25) індивідуальних проб, які відбираються за методом конверта і дозволяють врахувати всі особливості контрольованої території.

З метою підвищення оперативності, зниження вартості оцінок, пов'язаних з виконанням трудомістких і дорогих аналізів, із середніх проб можуть бути зібрані представницькі проби, що характеризують окремий підрайон або район у цілому. Така проба готується з рівних аліквот середніх проб. При виявленні аномальних значень контрольованих параметрів провадиться аналіз усіх проб, відібраних з даного елемента території.

Для досягнення рівноточності результатів вимірювань, що характеризують забруднення виділених районів і підрайонів, запропоновано кількість середніх проб між всіма елементами території розподіляти пропорційно величинам площі, щільності забруднення, чисельності населення та іншим значущим з точки зору ризику чинникам, що піддаються кількісному обліку, за допомогою вагових коефіцієнтів.

Загальна кількість пунктів спостереження в 30-кілометровій зоні навколо АЕС складає 80 - 120 од.

3.3. Запропонована модель розрахунку доз опромінювання населення, в основу якої покладені моделі наземної екосистеми і умовної людини, рекомендовані МКРЗ (Публікація №29), але на відміну від них «прив'язана» до «екологічних координат», тобто до виділених при ландшафтно-геохімічному районуванні території розташування АЕС підрайонів. Результати, одержані при застосуванні цієї моделі для розрахунку дозових навантажень на населення, що проживає в районі Запорізької АЕС, дозволили виявити ділянки із рівнем опромінювання, збільшеним відносно середнього його значення по зоні спостереження.

3.4. Розроблена інформаційно-аналітична система (ІАС) для радіоекологічного моніторингу району розташування АЕС. В основу покладена база даних про стан зони спостереження АЕС, яка побудована в «екологічних координатах», тобто «прив'язана» до виділених при районуванні територіальних одиниць. Окрім цього, ІАС включає моделі наземної екосистеми і розрахунку дозових навантажень на населення, що проживає поблизу АЕС, блок розрахунку рівнів забруднення об'єктів навколишнього середовища, модель повітряного перенесення радіонуклідів, картографічний матеріал та ін. Показано, що така ІАС може стати основою бази знань і експертних систем, за допомогою яких може оцінюватися екологічна ситуація (інформаційна функція моніторингу) і прийматися рішення, що призводять до зменшення ризику для навколишнього середовища з боку АЕС (управлінська функція моніторингу). Практична застосовність розробленої системи показана на прикладі ІАС для радіаційного контролю і моніторингу Запорізької АЕС.

3.5. Запропоновані в дисертації принципи, концепція та методологія ведення комплексного радіоекологічного моніторингу районів розташування АЕС застосовані при виконанні екологічних досліджень в зоні спостереження Одеської АТЕЦ, що будується, апробовані й впроваджені на Запорізькій АЕС, Хмельницькій АЕС і Чорнобильській АЕС (до і після аварії). Одержаний ряд важливих з точки зору радіаційної безпеки результатів, які не могли дати системи радіаційного контролю навколишнього середовища, що використовуються в даний час на АЕС України.

Наприклад, моніторинг району розташування Одеської АТЕЦ виявив існування дефіциту деяких важких металів, що може призвести до інтенсивного включення радіоактивних продуктів корозії і деяких продуктів поділу в харчові ланцюжки в процесі експлуатації станції і збільшення дозових навантажень на персонал і населення.

Моніторинг району впливу Чорнобильської АЕС (до і після аварії) виявив неоднорідність просторового розподілу радіонуклідів, яка визначається ландшафтними особливостями досліджуваної території.

Моніторинг території розташування Запорізької АЕС дозволив виявити накопичення радіонуклідів в елементах ландшафтів, що відіграють роль геохімічних бар'єрів, а також указав на необхідність контролю і врахування стічних процесів, які в деяких частинах зони спостереження станції можуть відігравати істотну роль у формуванні радіаційної обстановки, особливо при аварії на АЕС.

4. Вперше показана можливість застосування методу мас-спектрометрії вторинних іонів (МСВІ) для елементного аналізу об'єктів навколишнього середовища при проведенні комплексного екологічного моніторингу.

За своїми аналітичними характеристиками метод МСВІ не поступається, а за деякими параметрами (експресність з урахуванням підготовки проб для аналізу - до 90 хвилин, діапазон елементів, які визначаються, - всі елементи періодичної системи та їх ізотопи, чутливість - до 10^-7%, простота підготовки проб для аналізу) перевершує такі широко відомі методи, як емісійний спектральний, атомно-абсорбційний і нейтронно-активаційний аналізи.

У роботі вперше розроблені основи кількісного МСВІ-аналізу об'єктів навколишнього середовища. Авторським свідоцтвом захищений спосіб підготовки мішеней з діелектричних порошкоподібних матеріалів, використаний в процесі виконання елементного аналізу об'єктів навколишнього середовища методом МСВІ. МСВІ-методика визначення важких металів в пробах ґрунту застосовувалася нами при дослідженні забруднення територій зон спостереження АЕС при проведенні комплексного моніторингу.

Роботами з розвитку методу МСВІ стосовно екології автором дисертації закладена основа нового наукового напряму - мас-спектрометрії вторинних іонів об'єктів навколишнього середовища.

5. Як підхід, за допомогою якого можна виконувати екологічне нормування радіаційного впливу АЕС на навколишнє середовище, пропонується використовувати значення екологічної (радіаційної) ємкості елементів природних систем і з їх допомогою визначати екологічно допустимі викиди і скиди радіоактивних речовин з АЕС.

6. Запропоновані шляхи і способи вдосконалення системи радіаційного контролю навколишнього середовища на АЕС України. Пропонується доповнити системи радіаційної безпеки, які застосовуються в даний час на АЕС, системою комплексного радіоекологічного моніторингу. Окрім цього, слід побудувати систему сучасного методичного забезпечення контролю, створити на АЕС банки даних радіаційного контролю і радіоекологічного моніторингу і систему превентивної готовності до аварійного реагування.

Таким чином, в даній роботі шляхом впровадження екологічних принципів до забезпечення радіаційної безпеки АЕС та навколишнього середовища у районах їх розташування вирішене важливе галузеве завдання, пов'язане із забезпеченням безпечного функціонування об'єктів ядерної енергетики.

Матеріали досліджень можуть бути використані при обгрунтуванні вибору майданчика для будівництва нових АЕС, а також при обгрунтуванні і контролі впливу діючих АЕС на навколишнє середовище в період їх експлуатації, знятті з експлуатації і в аварійних ситуаціях.

Результати роботи можуть бути застосовані на підприємствах ЯПЦ, а також на підприємствах, які є джерелами хімічних забруднювачів навколишнього середовища (ТЕС, рудники, заводи з переробки руди, металургійні та хімічні заводи і т.д.) з метою забезпечення екологічної безпеки виробництва.

Розвиток робіт екологічної спрямованості на підприємствах ЯПЦ країни допоможе, окрім підвищення їх безпеки, сформувати позитивну громадську думку стосовно ядерної енергетики. Крім того, отримані в роботі результати можуть бути корисними організаціям і відомствам, які займаються питаннями охорони навколишнього середовища, захисту здоров'я людей, раціонального природокористування.



ОСНОВНІ МАТЕРІАЛИ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНІ У НАУКОВИХ ПРАЦЯХ

Монографії та статті в наукових виданнях

1. Барбашев С.В. Радиоактивное и химическое загрязнение почвы и растительности в районе Запорожской АЭС / Барбашев С.В., Верховецкий Н.А., Пристер Б.С. - М.: ИАЭ им. Курчатова, 1991. - 82 с.

2. Запорожская АЭС и окружающая среда / [Бронников В.К., Верховецкий Н.А., Назипов Р.М., Барбашев С.В. и др.]. - Х.: Изд-во "Харьков", 1994. - 100 с.

3. Запорожская АЭС и окружающая среда. Радиоэкологическое состояние зоны наблюдения в 1993 году [cост. и ред. С.В. Барбашев]. - Одесса: УкрЯО, 1994. - 72 с.

4. Барбашев С.В. Применение метода масс-спектрометрии вторичных ионов для анализа объектов окружающей среды / С.В.Барбашев, Б.С.Пристер, В.И.Власюк // Журн. аналит. химии. - 1988. -T. XLIII, вып. 2. - С. 292 - 296.

5. Пристер Б.С. Методы анализа металлов при ведении комплексного мониторинга окружающей среды / Б.С.Пристер, С.В.Барбашев, В.И.Власюк // Радиоэкологические исследования в зоне АЭС. - Свердловск: УрО АН СССР, 1988. - С. 70 - 77.

6. Иванова Р.Б. Особенности распределения макро- и микроэлементов в почвах Киевского Полесья / Р.Б.Иванова, С.В.Барбашев, А.М.Арлинская, Т.И.Доброва, Л.А. Филипенко // Агрохимия. - 1989. - № 1. - С. 77 - 80.

7. Барбашев С.В. Влияние фазового состава матрицы и химической формы примесей на коэффициенты относительной чувствительности при анализе диэлектриков методом масс-спектрометрии вторичных ионов / С.В.Барбашев, Г.И.Рамендик, Д.А. Тюрин // Журн. аналит. химии. - 1990. - Т. 45, вып. 10. - С. 1922 - 1926.

8. Арлинская А.М. Методология комплексного мониторинга на территории расположения АЭС / А.М.Арлинская, С.В.Барбашев, Т.И.Доброва, Р.Б.Иванова, Б.С. Пристер // Радиационная безопасность и защита АЭС. - М.: Атомэнергоиздат, 1991. - Вып. 13. - С. 168 - 176.

9. Барбашев С.В. Количественный элементный анализ твердых тел методом МСВИ / С.В.Барбашев // Физико-химические, структурные и эмиссионные свойства тонких пленок и поверхности твердых тел. - К.: УМК ВО, 1992. - С. 312 - 326.

10. Барбашев С.В. Искусственный интеллект в экспертизе экологической безопасности АЭС / С.В.Барбашев, О.В.Маслов // Энергия: экономика, техника, экология. - 1993. - № 6. - С. 43 - 45.

11. Барбашев С.В. Радиационная емкость почвы / С.В.Барбашев, А.Л.Кононович, О.Г.Скотникова, С.В.Фесенко // Радиационная и экологическая безопасность предприятий ядерного топливного цикла; под. ред. С.В. Барбашева. - Одесса: УкрЯО, 1995. - Вып. 1. - С. 72 - 80.

12. Кононович А.Л. Нормирование сбросов и выбросов радионуклидов и вредных веществ во внешнюю среду / А.Л.Кононович, С.В.Барбашев, Б.Я.Осколков, В.Т.Коротков, А.В.Носовский // Атомная энергия. - 1994. - Т. 76, вып. 6. - С. 522 - 526.

13. Барбашев С.В. Концепция и принципы организации и ведения экологического мониторинга районов расположения АЭС / С.В.Барбашев // Радиационная и экологическая безопасность предприятий ядерного топливного цикла; под ред. С.В. Барбашева. - Одесса: УкрЯО, 1997. - Вып. 2. - С. 80 - 88.

14. Барбашев С.В. Радиоэкологическая безопасность на предприятиях ядерной энергетики и промышленности Украины: существующие проблемы и пути их решения / С.В.Барбашев, Г.Д.Коваленко, Ю.И.Кошик // Ядерная и радиационная безопасность. - 2002. - Т. 5, вып. 2. - С. 37 - 44.

15. Барбашев С.В. Радиоэкологические аспекты работы предприятий ядерной энергетики и промышленности Украины / С.В.Барбашев, Г.Д.Коваленко, Ю.И.Кошик // Энергетическая политика Украины. - 2004. - № 7 - 8. - С. 122 - 126.

16. Барбашев С.В. Радиоэкологические аспекты культуры безопасности на предприятиях ядерно-топливного цикла Украины / С.В.Барбашев // Энергетическая политика Украины. - № 1. - 2005 - С. 70 - 73.

17. Барбашев С.В. Пути повышения экологической безопасности АЭС Украины / С.В.Барбашев // Ядерная и радиационная безопасность. - 2005. - Т. 8, вып. 3. - С. 5 - 8.

18. Пристер Б.С. Методология формирования базы данных экологического мониторинга / Б.С.Пристер, С.В.Барбашев // Екологічна безпека: проблеми і шляхи вирішення. - Х.: Райдер, 2005. - Т. 2. - С. 216 - 217.

19. Барбашев С.В. Основные принципы организации и ведения экологического мониторинга районов расположения АЭС / С.В.Барбашев // Екологічна безпека: проблеми і шляхи вирішення. - Х.: Райдер, 2006. - Т. 2. - С. 103 - 107.

20. Барбашев С.В. Теоретические подходы к обеспечению экологической безопасности ядерных установок / С.В.Барбашев // Ядерні та радіаційні технології. - 2006. - Т. 6, № 3 - 4. - С. 47 - 51.

21. Барбашев С.В. Методология и концепция мониторинга окружающей среды при коммунальной аварии на АЭС / Барбашев С.В. // Екологічна безпека: проблеми і шляхи вирішення. - Х.: Райдер, 2007. - Т. 2. - С. 87 - 90.

22. Барбашев С.В. Контроль радиационной обстановки в районах расположения АЭС Украины: состояние и пути усовершенствования / С.В.Барбашев // Екологічна безпека: проблеми і шляхи вирішення. - Х.: Райдер, 2008. - Т. 2. - С. 118 - 122.

Авторське свідоцтво

23. А.с. 1188808 СССР, МКИ НО16-49/26 / Способ подготовки мишеней из непроводящих порошкообразных материалов для анализа методом масс-спектрометрии вторичных ионов / Б.С. Пристер, С.В. Барбашев, В.И. Власюк. - №3697680/24-21; заявл. 03.02.84., опубл. 30.10.85, Бюл. № 40. - 2 с.

Матеріали конференцій та семінарів

24. Барбашев С.В. Применение метода МСВИ для контроля загрязненности природной среды тяжелыми металлами / С.В.Барбашев, Б.С.Пристер, А.М.Арлинская, Т.И.Доброва, В.И.Власюк // Вторичная ионная и ионно-фотонная эмиссия: IV Всесоюз. семинар: сб. докл. - Х.: ХГУ, 1983. - С.300 - 305.

25. Барбашев С.В. Применение метода МСВИ для анализа тяжелых металлов / С.В.Барбашев, Б.С.Пристер, В.И.Власюк // Взаимодействие атомных частиц с твердым телом: VIII Всесоюз. конф.: сб. матер.- Минск: РТИ, 1984. - Ч. 3. - С. 178 - 179.

26. Пристер Б.С. Методология формирования базы данных экологического мониторинга / Б.С.Пристер, С.В.Барбашев, С.Е.Дятлов, Н.Н.Панченко, И.В.Сурков // Принципы и методы экоинформатики: Всесоюз. совещ.: матер. совещ. - М., 1986. - С.133 - 134.

27. Барбашев С.В. Количественный анализ примесного состава диоксида циркония методом масс-спектрометрии вторичных ионов / С.В.Барбашев, В.И.Власюк, Л.И.Карпенко, Л.А.Кальнев // Вторичная ионная и ионно-фотонная эмиссия: V Всесоюз. семинар: сб. докл. - Х.: ХГУ, 1988. - Ч. 2. - С. 39 - 41.

28. Барбашев С.В. Применение метода масс-спектрометрии вторичных ионов для химического мониторинга почвенного покрова / С.В.Барбашев, В.И.Власюк // Применение масс-спектрометрии в биологии и медицине: Всесоюз. семинар: сб. матер. - Х.: ФТИНТ АН УССР, 1989. - С. 54 - 55.

29. Барбашев С.В. Масс-спектрометр вторичных ионов для контроля загрязнения твердотельных объектов окружающей среды тяжелыми металлами и методика их анализа / С.В.Барбашев, В.И.Власюк, И.Н.Дубинский, В.Т.Черепин // Интерприбор-90: 1-я Междунар. научно-практич. конф.: сб. тез. докл. - М.: Информприбор, 1990, - С. 20 - 21.

30. Барбашев С.В. О применении различных моделей механизмов вторичной ионной эмиссии для количественного безэталонного элементного анализа неорганических диэлектриков / С.В.Барбашев // Диагностика поверхности ионными пучками: Всесоюз. совещание-семинар: сб. тез. докл. - М.: МАИ, 1990. - С. 103 - 105.

31. Барбашев С.В. Влияние ландшафтных особенностей территории на миграцию радионуклидов и тяжелых металлов / С.В.Барбашев, Т.И.Доброва, Е.М.Федорова, И.И.Иванов // 3-я Всесоюз. конф. по сельхозрадиологии: сб. тез. докл. - Обнинск: ВНИИСХР, 1990. - Т. 1. - С. 77 - 78.

32. Хамьянов Л.П. Система комплексного экологического мониторинга района расположения Запорожского энергетического комплекса АЭС-ТЭС / Л.П.Хамьянов, Н.А.Верховецкий, С.В.Барбашев, В.А.Дячук, В.И.Осадчий, В.Ю.Резниченко, М.И.Сапаров // Повышение эффективности и надежности радиационного контроля на атомных электростанциях: Всесоюз. научно-технич. семинар: сб. докл. - М.: ВНИИАЭС, 1990. - Ч. 2. - С. 222 - 229.

33. Барбашев С.В. Информационно-поисковая система для контроля состояния окружающей среды в зоне наблюдения АЭС / С.В.Барбашев, Н.А.Верховецкий, О.В.Маслов // 1-я Всесоюз. конф. ЯО СССР: сб. докл. - М.: ЯО, 1991. - Т. 2, Ч. 3 - 4. - С. 69 - 70.

34. Барбашев С.В.. О создании экспертной системы для мониторинга АЭС / С.В.Барбашев, О.В.Маслов // Экология АЭС: Всесоюз. науч. семинар: сб. матер.- М.: ИАЭ, 1992. - С. 95 - 103.

35. Барбашев С.В.. Применение импульсного термического испарения при анализе объектов окружающей среды методом МСВИ / С.В.Барбашев, В.И.Власюк // Применение масс-спектрометрии в биологии и медицине: Всесоюз. школа-семинар: сб. тез. докл. - Х.: 1992. - С. 86 - 87.

36. Барбашев С.В. Экспертная система для определения границ санитарно-защитной зоны и зоны наблюдения АЭС / С.В.Барбашев, О.В.Маслов, В.В.Николаев, Н.А.Верховецкий // Ядерная энергия и безопасность человека: 4-я научно-технич. конф. ЯО: сб. реф. - Н-Новгород, 1993. - Ч. 1. - С. 89 - 90.

37. Барбашев С.В.. Выделение вклада АЭС в радиоактивное загрязнение окружающей среды / С.В.Барбашев, О.В Маслов. // Урал атомный: наука, промышленность, жизнь: III междунар. симпоз.: тез. докл.- Заречный, 1995 - Ч. 2. - С. 81 - 82.

38. Барбашев С.В. Экологическая безопасность АЭС Украины: проблемы и пути решения / С.В.Барбашев // Актуальные проблемы ядерной физики и атомной энергетики: междунар. конф.: тр. конф. - К.: ИЯИ НАНУ, 2006. - Т. II - С. 632 - 635.

Размещено на Allbest.ru