НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
“КИЄВО-МОГИЛЯНСЬКА АКАДЕМІЯ”
КУРСОВА РОБОТА
ТЕМА: ОСОБЛИВОСТІ РАДІОЕКОЛОГІЧНОГО МОНІТОРИНГУ ГРУНТІВ
ВИКОНАВ СТУДЕНТ ФПН2
ШЕСТОПАЛ РУСЛАН
КЕРІВНИК РОБОТИ
БОГОЛЮБОВ В.М.
КИЇВ-1999ПЛАН КУРСОВОЇ РОБОТИ
Особливості радіоекологічного моніторингу грунтів
· Вступ.
1. Значення грунтів. 3
2. Поняття моніторингу та його схеми 4
3. Місце моніторингу в системі керування станом довкілля. 8
· Основна частина.
1. Наукові та організаційні засади створення системи грунтового моніторингу в Україні. 10
2. Грунтовий моніторинг 11
3. Наукові основи, цілі, об¢єкти і методи моніторингу грунтів. 12
4. Організація радіаційного моніторингу. 13
5. Головні задачі при створенні методів комплексного радіаційного моніторингу. 14
6. Радіаційний моніторинг. Оцінка та уточнення радіаційної обстановки грунтів (за методикою УНДІСГР) . 16
· Висновки.
21
· Використана література
22
· Значення грунтів
Земля – це багатство суспільства. Важко переоцінити її роль у вирішенні продовольчої проблеми. Відомо, що потреба населення в основних продуктах харчування в середньому подвоюється кожні тридцять років. Отже, щоб задовольнити продуктами всіх людей, які житимуть у 2010-2020 рр., потрібно вдвоє збільшити продуктивність сільськогосподарського виробництва. Вирішення цього надзвичайно складного завдання насамперед залежить від ефективності використання землі.
У вік науково-технічного прогресу земля, як і біосфера в цілому, перетворилася з системи, що контролюється природними факторами, в систему, яка працює під сильним впливом антропогенних факторів. У зв¢язку з цим площа сільськогосподарського призначення на Україні постійно зменшується. Сотні тисяч гектарів поглинаються ярами, багато земель відводиться під будівництво, страждає від техногенного забруднення та інших шкідливих процесів. Так, за останні 10-12 років на Україні площа сільськогосподарських угідь зменшилася на 480 тисяч гектар. У районах інтенсивного землеробства і високої концентрації промислового виробництва техногенна трансформація грунтів стала на тільки відповідати інтенсивності природного грунтоутворювального процесу, а й набагато його перевищувати.
Для точної оцінки подібних перетворень і здійснення спрямованого регулювання грунтових процесів виникає потреба в організації систематичних спостережень за ними, тобто в організації служби моніторингу. Відсутність такої може призвести до необоротних процесів руйнування грунтового покриву, що потім потребуватиме величезних коштів і часу на його відновлення. Зрозуміло, що як з економічних, так і з господарсько -екологічних міркувань доцільніше й вигідніше запобігати несприятливим змінам, ніж згодом їх усувати.
За допомогою такої інформації можна визначити оптимальні природні умови для різного роду заходів, передбачати як позитивні, так і негативні фактори для ведення господарства, вживати заходів для зменшення впливу негативних факторів на життя і діяльність людей.
Відомо, що довгий час спостереження проводилися тільки за змінами стану природного середовища, зумовлених природними причинами.
Зрозуміло, що стан біосфери змінюється під впливом природних та антропогенних факторів. Проте є суттєва різниця в результатах таких впливів: стан біосфери, який постійно змінюється під впливом природних причин, як правило повертається у попередній стан. Зміна температури та тиску, вологості повітря та грунту, коливання яких в основному проходить в межах постійних середніх значень, сезонні зміни біомаси рослинності та тварин все це приклади таких природних змін. Середні величини, що характеризують стан біосфери(її кліматичні характеристики в довільному районі земної кулі, природний склад різних середовищ, кругообіг води, вуглецю та інших речовин, глобальна біологічна продуктивність) суттєво змінюються лише протягом дуже довгих періодів часу(тисяч, інколи навіть сотень та мільйонів років). Великі зрівновноважені екологічні системи, геосистеми, під впливом природних процесів змінюються надзвичайно довго. Ці поступові еволюційні зміни проходять тільки протягом часу, що вимірюється історичними епохами.
Поняття моніторингу та його схеми
Природні зміни стану довкілля, як коротко часові, так і довші, значною мірою спостерігаються та вивчаються існуючими в багатьох країнах геофізичними службами (гідрометерологічними, сейсмічними, іоносферною, гравіметричною, магнітометричними та рядом інших).
Для того щоб помітити антропогенні зміни на фоні інших (природних), виникла потреба в організації спеціальних досліджень змін стану біосфери під впливом людської діяльності.
Систему повторних досліджень одного та більшої кількості елементів довкілля в просторі та часі з визначеною метою і відповідно до підготованої програми було запропоновано назвати –моніторингом.
Термін “моніторинг” з¢явився перед проведенням Стокгольмської конференції ООН по довкіллю(Стокгольм, 5-16 червня 1972р.). Перші пропозиції з приводу такої системи були розроблені експертами спеціальної комісії SCOPE (Науковий комітет з проблем довкілля) в 1979 році.
Таким чином, термін “моніторинг” не є лише новим означенням вже давно існуючих геофізичних служб, а буде відноситися до системи, що синтезується для виявлення антропогенних ефектів в довкіллі з використанням інформації та деяких елементів вже існуючих геофізичних служб.
При розгляданні основних завдань, сформульованих для Глобальної системи моніторингу довкілля(ГСМД) саме в аспекті виявлення змін стану довкілля за рахунок антропогенного впливу, не можна помітити яких-небудь суперечок в меті моніторингу в наведеному визначенні. Проте роботи по виявленню та попередженню стихійних лих метеорологічного чи гідрологічного характеру проводяться існуючими службами, а а роботи по попередженню хвороб – відповідними службами охорони здоров¢я та т. і. Звичайно ці служби повинні розвиватись, але навряд чи доцільно об¢єднувати їх до єдиної системи моніторингу.
Варто відмітити, що система моніторингу антропогенних змін природного середовища не є якоюсь принципово новою системою, що потребує організації мережі нових станцій спостереження, ліній та телекомунікацій, центрів обробки даних та т. і. Вони входить складовою частиною в універсальну систему спостереження та контролю стану довкілля, систему, що давно вже розвивається в ряді держав.
Таким чином, система моніторингу забруднень може та й повинна бути частиною вже існуючої служби спостереження та контролю стану довкілля, використовувати її досвід, систему станцій спостережень(відповідно з додаванням необхідних нових елементів), ліній телекомунікацій і центрів обробки даних з розвитком деяких елементів.
Як вже було відмічено, для забезпечення функціонування системи спостережень та контролю навколишнього середовища, що може виділити зміни, спричинені антропогенною діяльністю, потрібна детальна інформація про природні коливання і зміни в довкіллі. Проведення моніторингу передбачає отримання (або наявність) такої інформації.
Моніторинг включає в себе такі основні напрямки діяльності:
1. Спостереження за факторами, які впливають на довкілля, та його стан.
2. Оцінку фактичного сану природного середовища.
3. Прогноз стану навколишнього природного середовища та оцінка цього стану;
Таким чином, моніторинг
- це система спостережень, оцінки та прогнозу стану довкілля, що не передбачає управління якістю навколишнього середовища, прогнозом його стану з метою попередження його погіршення. Очевидно, що для правильної організації управління якістю навколишнього середовища необхідною умовою є організація системи моніторингу.
Система моніторингу може обіймати як локальні райони, так і земну кулю в цілому(глобальний моніторинг). Основною особливістю системи глобального моніторингу є можливість на основі даних цієї системи оцінити стан біосфери в глобальному масштабі.
Національним моніторингом називають систему моніторингу в межах однієї держави; така система відрізняється від глобального моніторингу не тільки масштабами, але й тим, що основною задачею національного моніторингу є отримання інформації і оцінка стану довкілля в національних інтересах. Так, підвищення рівня забруднення атмосфери в окремих містах чи промислових районах може й не мати суттєвого значення для оцінки стану біосфери в глобальному масштабі, але є важливим питанням для вживання заходів в даному районі, заходів на національному рівні.
Звичайно, що глобальна система моніторингу повинна базуватись на підсистемах національного моніторингу, включати елементи цих підсистем (немає необхідності включати в глобальну систему повністю ці підсистеми, так як в їх компетенцію входять і національні питання).
Інколи вживають термін “трансграничний”, або “міжнародний”, моніторинг. Певно доцільніше всього вживати цей термін для системи моніторингу, що використовується в інтересах декількох держав(для розгляду питань трансграничного переносу забруднень між державами і т. д.)
Отже, моніторинг є багатоцільовою інформаційною системою. Його основні задачі: спостереження за станом біосфери, оцінка та прогноз її стану; визначення інтенсивності антропогенного впливу на довкілля, виявлення факторів та джерел такого впливу, а також інтенсивності їх впливу.
Розглянемо універсальну схему інформаційної системи контролю стану довкілля, придатну як для системи в цілому, так і для довільної геофізичної служби, що входить в систему (гідрометерологічної служби чи системи по нагляду за забрудненнями - моніторингу забруднень або моніторингу антропогенних змін в біосфері). Так як в системі контролю стану довкілля моніторинг забруднень є відносно новим елементом, саме на ньому і зупинюсь докладніше;
Найбільш універсальним підходом до визначення структури системи моніторингу антропогенних змін природного середовища є розділ його на блоки:
Мал 1. Блок-схема моніторингу
На малюнку показані окремі блоки системи, а також прямі та зворотні зв¢язки між цими блоками.
Блоки “спостереження” і “прогноз стану” тісно пов¢язані між собою, так як прогноз стану довкілля можливий лише при наявності репрезентативної інформації про фактичний стан (прямий зв¢язок). Побудова прогнозу, з одного боку, має на увазі знання закономірностей зміни стану природного середовища, наявність схеми і можливостей чисельного розрахунку, з другої – направленість прогнозу значною мірою повинна визначати структуру і склад системи, що спостерігається (зворотній зв¢язок).
Данні, що характеризують стан природного середовища, отримані в результаті спостережень або прогнозу, повинні оцінюватися в залежності від того, в якій галузі людської діяльності вони застосовуються (за допомогою спеціально обраних критеріїв). Оцінка має на меті з одного боку – визначення збитків від впливу, з іншого – вибір оптимальних умов для людської діяльності та уточнення існуючих екологічних резервів. Метою таких оцінок є визначення допустимих антропогенних навантажень на довкілля.
Інформаційно -геофізичні системи, як і інформаційна система моніторингу антропогенних змін, є складовою системи керування, взаємодії людини з навколишнім середовищем (система керування станом довкілля), тому що інформація про існуючий стан довкілля та тенденції його зміни повинні бути покладені в основу розробки заходів по охороні природи та враховуватись при плануванні розвитку економіки. Результати оцінки існуючого та прогнозованого станів біосфери в свою чергу дають можливість визначити вимоги до підсистеми спостережень (саме це й складає наукове обгрунтування моніторингу, обгрунтування складу і структури мережі та методів спостережень). На малюнку нижче показано місце моніторингу в системі керування (регулювання) стану довкілля. На схемі умовно поєднано енергетичні та інформаційні потоки.
Елемент біосфери з рівнем стану Б, піддається антропогенному впливу (А), змінює свій стан (В®В¢).
За допомогою системи моніторингу (М) маємо “фотографію” цього зміненого (а по можливості і первісного ) стану, проводиться узагальнення даних, аналіз та оцінка фактичного та прогнозованого стану.
Місце моніторингу в системі керування станом довкілля.
Ця інформація передається в блок керування (К) (прийняття рішень), див також мал 1. На основі цієї інформації в залежності від рівня науково-технічних розробок (Н) та економічних можливостей (з врахуванням еколого -економічних оцінок) (Е) вживаються заходи по припиненню або обмеженню антропогенного впливу, профілактичному “зміцненню” та подальшому лікуванню елемента біосфери. Безумовно, можлива комбінація згаданих вище підходів. Удосконалюється відповідно й система моніторингу (вказані дії показані на схемі штриховими лініями).
Варто зазначити, що так як оцінка фактичного та прогнозованого спну природного середовища є складовою частиною моніторингу, деякі автори ідентифікують цю частину моніторингу з елементом управління станом природного середовища.
Спостереження за станом довкілля повинні включати в себе спостереження за джерелами та факторами антропогенного впливу (також за джерелами забруднень, шкідливих випромінювань і т. п.), за станом елементів біосфери (також за відповіддю (реакцією) живих організмів на вплив, за зміною їх структурних і функціональних показників). При цьому мається на увазі отримання даних про первісний (або фоновий) стан елементів біосфери.
|
Вказаний підхід обіймає спостереження за всім циклом антропогенних впливів, від джерел впливу до впливу і реакції окремих природних середовищ та складних екологічних систем.
| Фактори впливу
|
|||||||
| Хімічні
|
Фізичні
|
біологічні
|
|||||
| Природні середовища
|
|||||||
| Атмосфера
|
Океан
|
Поверхня суші (з річками та озерами)
|
Кріосфера
|
Біота
|
|||
Геофізичний моніторинг Біологічний
моніторинг
Кліматичний моніторинг
На малюнку також показано класифікація послідовних “сходинок” моніторингу. Класифікація моніторингу і всіх можливих напрямків являє собою складну і громіздку задачу.
Наукова та організаційні засади створення грунтового моніторингу на Україні
Грунтовий моніторинг
Грунтовий моніторинг
- це система спостережень, кількісної оцінки та контролю за використанням грунтів і земель з метою організації управління їх продуктивністю. Він є, як уже відмічалось, складовою частиною екологічного моніторингу і входить до системи моніторингу суміжних середовищ і біосфери в цілому. Необхідно відмітити, що забруднення грунтів, як об’єкт спостережень, має цілий ряд важливих специфічних особливостей. По-перше, грунт
- це найбільш малорухоме природне середовище порівняно, наприклад, з атмосферою або поверхневими водами. Міграція забруднюючих речовин в грунті протікає відносно повільно. Як наслідок цього, високі рівні забруднення грунтів деякими речовинами локалізуються в місцях їх викиду в зовнішнє середовище. Окрім того, можлива поступова зміна хімічного складу грунтів, порушення єдності геохімічного середовища та живих організмів. Найбільш інтенсивним шляхом переносу забруднень, які попадають на грунт, може бути перенос з атмосферним повітрям у випадку попадання забруднень з грунту в атмосферу через випарювання або разом з пилом. Іншим відносно швидким шляхом розповсюдження забруднювачів є змив їх уточними водами. Але далеко не всі ці механізми переносу грають суттєву роль у забрудненні грунтів. Під впливом фізико-хімічних факторів і, головним чином, в результаті діяльності мікроорганізмів, здійснюється розпад забруднюючих речовин органічного складу. У ряді випадків, (забруднення грунтів бенз(а)пиреном, пестицидами та іншими речовинами) можливе навіть встановлення рівноваги між попаданням на грунт та їх розпадом у грунті.
В Харківському інституті грунтознавства та агрохімії ім. О.Н.Соколовського (УНДІГА) під керівництвом академіка УААН В.В.Медведєва розроблена концепція та техніко-економічне обгрунтування грунтового моніторингу в Україні [32]. Його необхідність визначається чотирма основними факторами:
1. Виключною важливістю підтримання грунтів у стані, за яким вони зберігають здатність до регуляції циклів біофільних елементів як основи життєдіяльності людини і біосфери.
2. Важливістю контролю і запобігання негативного розвитку процесів грунтоутворення, які мають місце практично на всій сільськогосподарській території внаслідок безгосподарської діяльності людини і проявляється в дегуміфікації, ерозії, переущільненні, забрудненні, підкисленні, підтопленні, засоленні, надмірному спрацюванні торфу тощо.
3. Необхідністю істотного підвищення родючості грунтів, віддачі від меліорації і хімізації, подолання застійних явищ в урожайності та поліпшення якості сільськогосподарської продукції.
4. Неможливістю вироблення адекватної оцінки сучасного стану грунтового покриву на основі наявної інформації (через застарілі данні грунтового обстеження, “усіченість”, орієнтованість лише на вузького споживача, неузгодженість матеріалів і різноманітність методик у роботі гідрогеологомеліоративних експедицій, гідромеліоративної, санітарно-епідеміологічної служби та ін. ) і раціонального використання з цієї причини інвестиції для усування деформаційних явищ.
Наукові основи, цілі, об
¢
єкти і методи моніторингу грунтів.
Моніторинг –це діагностика, прогноз і управління станом грунтів або контроль заради управління розширеним відтворенням їх родючості. Завдання моніторингу є періодичний контроль динаміки основних грунтотворних процесів – фізичних, хімічних, біологічних, та інших – у природних умовах і при антропогенних навантаженнях. Об¢єктами моніторингу виступають основні типи, підтипи, роди, види і різновиди грунтів, які обираються в межах грунтової провінції і максимальною мірою відображають мозаїчність грунтового покриву, всі види і рівні антропогенних навантажень. Постійними пунктами контролю є природні об¢єкти (ліси, заповідники), еталонні об¢єкти високого рівня сільськогосподарського використання грунтів (держсортодільниці, варіанти стаціонарних дослідів, поля господарств, де впроваджено контурно - меліоративну систему землеробства), звичайні господарства. Враховуючи, що для достовірної оцінки грунтів, і особливо прогнозу їх родючості, необхідна інформація про клімат, грунтотворні породи, води (поверхневі або в крайньому разі першого горизонту підгрунтових вод), кількість і якість рослинницької продукції, перераховані компоненти також включають до об¢єктів моніторингу. Такий підхід дає змогу суміщати грунти з іншими елементами середовищ і при аналогічній розробці моніторингу фауни, флори і людини одержати цілісне уявлення про стан біосфери.
Стан грунтів достовірно діагностується при наявності такої інформації: зміна структури грунтового покриву, трансформації земельних угідь, оцінка темпів зміни основних властивостей грунтів (гумусу, pH, ємності вбирання, фізичного, водного, повітряного і поживного режимів, біологічної активності грунтів, забруднення); оцінка інтенсивності прояву ерозії, показників меліоративного стану (якість зрошувальних вод, рівень і мінералізація підгрунтових вод, засоленість грунтів у цілому і зони аерації; вторинне осолонцювання, темпи спрацьовування осушених торфовищ, трансформація органічних речовин, вторинне озалізнення ) і на
Перелік польових і лабораторних аналітичних робіт залежить від мінімально достатньої кількості показників, що грунтовно характеризують вище згадані процеси. Періодичність досліджень залежить від динаміки показників у природних і антропогенних умовах. Загальна кількість показників, що контролюються, дорівнює 115. Один повний тур моніторингу триває 5 років. Для показників, що характеризують кризові екологічні ситуації (ерозія, забруднення, якість продукції), повинні передбачатися спеціальні види оперативної звітності.
Спостереження ведуться наземними заспособами, переважно гостованими методами і дистанційними засобами. Відпрацювання кореляційних зв¢язків між наземними і дистанційними методами здійснюється на спеціальних полігонах. У методиці слід передбачити сучасне математичне забезпечення, включаючи принципи створення банку даних, автоматизовані системи обробки і видачі інформації, способи поточного і довготривалого прогнозів.
Організація радіаційного моніторингу
Основні джерела радіаційного забруднення. Методи визначення радіонуклідів в об’єктах навколишнього середовища. Автоматизація спостережень за радіаційними забрудненнями ( система “ГАММА” ).
Радіаційний моніторинг — це інформаційно-технічна система спостережень, оцінки та прогнозу радіаційного стану біосфери.
Основними і потенційними джерелами радіаційного забруднення в мирний час є атомні електростанції, підприємства з виробництва ядерного палива, склади ядерної зброї, підприємства по переробці ядерних відходів, місця захоронення відходів, тощо.
Зараз в Україні працюють 14 енергетичних ядерних реакторів. Значна частина енергетичних ядерних реакторів Росії знаходиться в межах можливої трансграничної дії аварійної ситуації. В медецині, промисловості, наукових закладах використовуються декілька десятків тисяч радіоактивних джерел. Величезна кількість ( близько 800 ПБк ) радіонуклідів знаходиться в об’єкті “Укриття” Чорнобильської зони відчуження.
Незважаючи на великі зусилля по підвищенню безпеки експлуатації ядерних реакторів та інших ядерних об’єктів, всі вони є джерелами ядерної небезпеки і потенційними джерелами радіаційного забруднення навколишнього середовища.
Основними забруднюючими факторами при радіаційному забрудненні (наприклад, в результаті аварії на АЕС ) є радіоактивне випромінювання ( в перші години після виникнення аварійної ситуації ) та внутрішнє опромінення від радіонуклідів, що попадають в організм людини з продуктами харчування та водою.
1. Головні задачі при створенні методів комплексного радіаційного моніторингу .
Розробка методів відбору проб повітря, вимірювання питомих α-, β- та γ- активностей та процедур відповідної оцінки доз.
2. Розробка методів γ- спектрометрії та відповідної процедури оцінки доз.
3. Стратегія і техніка пробовідбору, вимірювання питомої активності та динамічне моделювання оцінки очікуваної колективної дози.
Зараз існує велика кількість різноманітного обладнання для відбору і вимірювання активності проб повітря. Але поки що немає методики, яка б задовольняла всі вимоги післяаварійного радіаційного моніторингу. Зокрема не існує техніки, яка б дозволяла проводити роздільні вимірювання різних хімічних форм радіойоду. Потребують суттєвого удосконалення методики хімічного відокремлення та вимірювання чистих α- та β- випромінювачів у аварійних умовах.
Існує широкий спектр обладнання для проведення γ- спектрометрії, але це обладнання призначено для вимірювання природних та довготривалих радіонуклідів. У випадку короткотермінових оцінок потужність експозиційної дози може бути дуже високою і досягати 1 мЗв/год.
В таких полях стандартні германієві детектори не працюють через високі імпульсні навантаження, а спектрометри на базі натрійових детекторів не мають достатнього енергетичного забезпечення, необхідного для спектрометрії свіжих радіоактивних опадів.
Для більшості населення України, яке проживає на забруднених територіях, основним джерелом ефективної колективної дози є продукти харчування. Наприклад, 70 — 90 % надходжень Cs (137) пов’язано з вживанням молока.
Дози довгострокового опромінення населення за рахунок Cs-137 та Sr-90 в продуктах харчування залежать від різної хімічної поведінки радіонуклідів у грунті. Після випадання на грунт цезій фіксується в мінеральних фракціях грунту і стає менш доступним для рослин. Вважається, що такий процес фіксації в мінеральних фракціях грунтів завершується протягом перших кількох років, хоча значна частина Cs-137 залишається в хімічних формах, які цілком доступні для рослин.
Методи радіаційного моніторингу повинні включати в себе як оцінку стану джерела забруднення, так і оцінку забруднення навколишнього середовища в близькій зоні ( до 5 км ) і дальній зоні ( до 100 км ). Повинні бути розроблені конкретні часові рамки, формати даних моніторингу, процедури їх передачі та використання для прогнозу доз опромінення і вироблення рекомендації для прийняття рішень.
В Україні в рамках програми технічної допомоги Європейського Союзу
“TACIS” з 1994 року створюється система радіаційного моніторингу “ГАММА”. Реалізація першої стадії цього проекту передбачає створення мережі трьох постів радіоаційного моніторингу на територіях навколо Рівненської, Запорізької та Інчалінської ( Білорусь ) АЕС.
Основними завданнями системи ГАММА є :
■ виявлення значних перевищень рівнів радіаційного фону на підконтрольних територіях;
■ оповіщення відповідальних осіб про такі перевищення і забезпечення цих осіб інформацією, необхідною для проведення захисних заходів.
Система ГАММА-1 на території України включає в себе національний центр (інформаційно-кризовий центр ІКЦ), розташований в Мінекобезпеки і два локальних центри ( в мм. Рівне та Запоріжжя). Окрім того, до складу системи входять:
■ 27 постів контролю потужності дози γ- випромінювання, встановлених в зоні Рівненської АЕС;
■ 11 постів контролю потужності дози γ- випромінювання, встановлених у зоні Запорізької АЕС;
■ 1 пост автоматичного контролю α- β- активності аерозолів, розміщений на відстані 5 км від Рівненської АЕС;
■ 1 автоматичний пост контролю γ- активності води на Рівненській АЕС;
■ 2 автоматичні пости метеоконтролю ( на Рівненській та Запорізькій АЕС ).
Інформація про відповідні дози від датчиків по радіоканалах надходить до локальних центрів, а далі по спеціально виділених телефонних каналах передається в національний центр. Міністерство з надзвичайних ситуацій України та обласні підрозділи міністерства в м. Рівне та Запоріжжя також мають доступ до інформації системи ГАММА-1 в режимі реального часу ( режим on-line ).
В 1992 – 1997 р.р. на 5-му енергоблоці Запорізької АЕС було реалізовано пілотний проект системи дистанційного моніторингу АЕС. Мета системи дистанційного моніторингу полягає в отриманні і передачі в ІКЦ незалежної інформації про стан АЕС в реальному масштабі часу. Цей проект здійснено в рамках програми співробітництва з Федеральним міністерством екобезпеки Німеччини.
В 1997 році німецька сторона поставила комп’ютерне та комутаційне обладнання, призначене для прийому, обробки та візуалізації параметрів у ІКЦ. Проведена інсталяція виділеного телефонного каналу між ІКЦ та Запорізькою АЕС, по якому буде здійснюватись автоматична передача даних в ІКЦ в реальному масштабі часу.
В плани Мінекобезпеки входить розповсюдження системи дистанційного моніторингу на всі АЕС України ( при належній підтримці Німеччини та Євросоюзу). Європейський Союз в рамках програми TACIS паралельно з системою ГАММА розробив і впроваджує систему RODOS ( Real Time On-line Decision Support System ) — європейська система підтримки прийняття рішень в реальному часі по зовні об’єктному реагуванні при ядерних аваріях. В проекті RODOS задіяні вчені більше 40 інститутів країн Центральної і Східної Європи, України, Росії та Білорусі.
Основними задачами системи RODOS є забезпечення засобами для обробки і управління великими об’ємами інформації метеорологічного та радіаційного типу, здійснення оцінки і прогнозу радіаційної ситуації у випадку аварії, а також моделювання використання контрзаходів і варіантів дій при аварії.
Радіаційний моніторинг.
Оцінка та уточнення радіаційної обстановки грунтів (за методикою УНДІСГР)
Методика визначає послідовність отримання первинної базової інформації, яка необхідна для оцінки радіаційної ситуації на землях, зазнавших радіоактивного забруднення.
Обстеження території землекористування складається з двохетапів: перший – проведення g-зйомки, яка дозволяє точно визначати оптимальні місця для пробовідбору; другий відбір проб грунту в оптимальних місцях.
g
- зйомка
здійснюється за допомогою перевірених та градуйованих приладів СРП-68-01 на відстані 1 метру від поверхні грунту. Зйомці передує збір і ретельний аналіз всієї наявної інформації по господарству, за результатом якого визначають наступну стратегію виконання робіт по уточненню радіаційного становища.
Якщо є достеменні відомості про щільність забруднення, визначену експрес методом, а також результати g- спектрометрії, то цілком достатньо провести лише контрольний пробовідбір, у кількості 3 – 4 проб, який після обробки та співставлення результатів з раніше отриманими даними може бути підставою для проведення або відмовлення від подальшої роботи по уточненню. В такому випадку, коли наявна інформація викликає сумнів, уточнення радіаційної обстановки здійснюють в повному обсязі. Необхідно врахувати також абсолютні значення щільності забруднення сільгоспугідь. Більш детально слід обстежувати території, де щільність забруднення перевищує 5 Кікм2
. Співвідношення обсягів робіт на щільності менше 5 Кікм2
і більше 5 Кікм2
повинно складати 1:2 . Ступінь детальності обстеження в кожному господарстві визначають спеціалісти ОПНСХ з використанням районних та обласних карт радіоактивного забруднення.
Картографічною основою для проведення g- зйомки є плани землекористування, виконані за мірилом 1:10000 та 1:25000. На планах повинні бути визначені межі полів, сіножатей, пасовищ і лісів, шляхи сполучень, гідрографічна сітка, контури населених пунктів, позначення полів та сівозміни, грунти, інша допоміжна інформація, яка характеризує кожне конкретне угіддя. Треба також по кожному полю мати інформацію про обробіток грунту після 1986 року. Для проведення g- зйомки цілком придатна картографічна основа, яка використовується при грунтово – агрохімічному обстеженні сільгоспугідь. Але на відміну від останнього, особливість g- зйомки полягає в тому, що елементарною ділянкою в даному випадку вважається все поле, на якому через кожні 200 метрів позначено маршрутні ходи. Початок і кінець маршруту розміщується не ближче 50 метрів від межі поля. Рухаючись за маршрутом, виконавиць проводить індикаційні виміри за допомогою приладу СРП-68-01. Результати вимірювань реєструються таким чином: при незначних змінах показників приладу (не більше 30%) значення гама фону відмічають в плані по маршрутній лінії через кожні 200 м; якщо при безперервному спостереженні різниця між показниками приладу перевищує 30%, то цей результат фіксується в плані проведення виміру, навколо якого в радіусі 20 –30 метрів здійснюють додаткове обстеження з метою визначення розмірів аномальної плями та нанесення її на картографічну основу.
Після завершення першого етапу обстеження приступають до виконання другого етапу робіт, тобто відбору проб грунту з метою оцінки поверхневого радіоактивного забруднення. В умовах однорідного гама фону, коли різниця між окремими показниками вимірювання не перевищує 30%, у межах поля відбирається одна проба. Один змішаний зразок складається з індивідуальних проб грунту, відібраних з 2-х чи 3-х полів сівозміни, якщо забруднення по площі рівномірне. В межах конкретного поля місця пробовідбору розташовують по можливості рівномірно з урахуванням мікроландшафтних особливостей.
При наявності одного або декількох аномальних плям, площа яких перевищує 10% загальної площі поля, потрібно обов’язково відібрати в цих місцях відібрати проби. в місці припустимого відбору роб за допомогою приладів ДРГ-01Т, ДБГ-06Т, ИР-02 вимірюється потужністю дози на висоті 1 метру і 0,03- 0,04 метра над поверхнею грунту. Місце вважається придатним для відбору проб, якщо потужності доз на вказаних висотах відрізняються в 1,3 рази.
Обране місце повинне бути рівним, однорідним, відкритим. Індивідуальні проби грунту відбирають буром відомою площі на глибину 20 см. Змішаний зразок складається не менш як із 5-ти індивідуальних проб загальним об¢ємом 1500- 3000 см3
.
Кожну індивідуальну пробу обов¢язково зважують і її масу крім етикетки, вказують у каталозі (відомості).
Розрахунок щільності забруднення ведеться за формулою:
A*M
P = 2.7* 1011
* , де
m*s*n
A – активність проби в день вимірювання, Бк;
М – маса змішаного зразка; кг
m – масаіндивідуальної проби грунту, кг
s – площа пробовідбірного пристрою, кв. м;
n – кількість індивідуальних проб грунту, шт.
Для визначення щільності забруднення території плутонієм проводять на цільних ділянках стандартним кільцем діаметром 140 і висотою 50 мм. після відбору кожне кільце упаковують так само, як і проби грунту, відібрані буром.
Для визначення щільності забруднення методикою в 1988 році було завершене суцільне радіологічне обстеження всіх господарств, розташованих на території радіоактивного забруднення. Проте, як доведено Українським НДІ сільгоспрадології, найбільш простим, набагато продуктивнішим і досить точним методом суцільного радіологічного обстеження сільгоспугідь та його уточнення є метод перерахунку даних гама зйомки в щільність забруднення грунту рарадіоцезієм через коефіцієнт пропорційності між ними. Останній визначають за формулою:
Аn
К=
Рg, де
К – експериментально визначений коефіцієнт пропорційності між g- фоном і щільністю забруднення грунту;
Аn – середня щільність забруднення, визначена спектрометричним аналізом 10 – 15 проб грунту, Кікм2
;
Рg - g -фон, виміряний приладом СРП-68-01 в центрі ділянки відбору проб на висоті 1 метра над грунтом, мРгод.
Для експериментального визначення коефіцієнту пропорційності К на окремих видах сільгоспугідь (рілля, сіножаті, пасовища) в типових місцях за характером грунтового покриву і забруднення намічають пробні ділянки розміром 10´10 метрів, з яких відбирають буром 10 – 15 проб на глибину 20 см, а в центрі кожні ділянки вимірюють значення g-фону приладом СРП-68-01. Відібрані грунтові проби висушують, змішують і в кожній з них шляхом спектрометричного аналізу визначають концентрацію радіонукліду. Для перерахунку одержаних результатів на кг грунту визначають також його питому масу. Щільність забруднення обчислюють за формулою:
An = 2*108
Ccpxd
Де Аn – щільність забруднення грунту радіонуклідом, Кікм2
.
Сср – середня концентрація радіонукліду в сухому грунті, Кікг.
d – питома маса грунту, гсм2
Щільність забруднення грунту можна розрахувати за іншою формулою:
Сср хm x31.85x108
A =
r
де Сср – середня концентрація радіонукліду в сухому грунті, Кікг.
m –середня маса проби грунту в об¢ємі бура, кг;
r – радіус бура, см.
Підставляючи розрахований таким чином середній показник щільності зібруднення грунту в формулу К=АnPg , знаходять коефіцієнт пропорційності між g- фоном і щільністю забруднення. Середній із п¢яти значень коефіцієнт пропорційності (за кількістю пробних ділянок експериментального визначення) використовують для розрахунків щільності забруднення грунту в даному районі.
Отримавши експериментально обгрунтований середньо зважений коефіцієнт пропорційності можна приступати до проведення суцільного радіологічного обстеження або уточнення щільності забруднення грунтів за даним попередньої (наприклад 1988-го року обстеження) чи знову виконуваної g-зйомки.
Результати вимірювання g-фону приладом СРД-68-01 підставляють у формулу Аn = K*P. Після нескладних розрахунків отримують показники щільності забруднення грунту радіоцезієм, за яким по кожному господарству складаються картограми, відомості забруднення полів та радіологічні паспорти.
На основі картограм щільності забруднення всі поля необхідно розподілити на 3 групи – до 5 Кікм2
, 5 –10 і 10 –15 Кікм2
. при можливості в межах кожної групи полів доцільно провести нове землевпорядкування території з урахуванням щільності забруднення грунту та особливостей накопичення радіоцезію врожаєм сільськогосподарських культур.
Результати радіологічного обстеження використовують також з метою попередньої оцінки (прогнозування) можливостей отримання продукції рослинництва, м¢яса і молока з вмістом радіонуклідів, що перевищує можливий припустимий рівень.
Висновок
Глобальне погіршення екологічної ситуації в Україні, в тому числі агроекологічного стану грунтового покриву – основного природного компонента, який щільно пов¢язаний і взаємодіє з іншими об¢єктами навколишнього середовища, насамперед з грунтовими водами, рослинністю, атмосферним повітрям і сильно впливає на їх склад та хімічну чистот, -вимагає від Держагрохімслужби негайного переходу від агрохімічного обстеження грунтів до проведення суцільного грунтово – агрохімічного моніторингу сільськогосподарських угідь. Останній, як відомо, належить до моніторингу екологічного типу і складається з трьох основних ланок: обстеження грунтів (включаючи проведення лабораторних аналізів) – оцінки їх еколого – агрохімічного стану - прогнозування змін відповідних показників та управління грунтовою родючістю.( тобто такою специфічною властивістю грунтів, що якісно відрізняє їх від вихідної (материнської) гірської породи .1 [1]
На відміну від агрохімічного обстеження грунтів, яке починаючи з 1965 року періодично по 5 –ти річним циклам здійснюється обласними проектно – пошуковими станціями хімізації практично в усіх господарствах, суцільний грунтово –агрохімічний моніторинг сільгоспугідь підіймає цей надзвичайно важливий напрямок діяльності агрохімічної служби на більш високий науково - методичний рівень перед усім за рахунок ланки прогнозування і якості оцінки грунтів за комплексом агрохімічних, агрофізичних і токсикологічних показників.
З огляду на це доцільно вивчити і використати досвід зарубіжних країн в галузі організації агроландшафту в грунтового моніторингу (США); усунення негативних наслідків хімізації (Японія, Нідерланди, Швеція); радіоекологічних досліджень (Японія, Швеція); маркетінгу природоохоронних технологій (Німеччина, Японія); обчислювальної техніки для моніторингу (США, Болгарія); організації якісного водопостачання і контролю якості продукції (Франція, Австрія); організації і доведення до споживачів кліматичної інформації (Франція, Великобританія); еколого-виховної роботи (Німеччина, Швейцарія).
Використана література.
1. Методика суцільного грунтово- агрохімічного моніторингу сільськогосподарських угідь України О.О.Созінов, Б.С. Прістера Київ 1994
ст 56, 101.
2. Родючість грунтів. Моніторинг та управління В.В. Медведєв Київ 1992 “Урожай”
ст 3, 153, 232.
3. Израель Ю.А. Экология и контороль состояния природной среды М. «Гидрометеоиздат» 1984 ст 177.
4. Анненков Б. Н.‚ Юдинцев Е.В. Основи сельськохозяйственной радиологии. М. Агропромиздат‚ 1191 ст .256
5. Временные методические рекомендации по контролю загрязнения почв (под редакцией С.Г. Малахова) М.‚ 1983 ч.1‚ ст. 127.
[1]
Під родючістю розуміють здатність грунту як компонента біосфери забезпечувати необхідний для життєдіяльності рослин земні умови, що визначають поживний, водно-повітряний, температурний, окисно-відновний та інші режими. На цілині родючість тісно пов¢язана з з генетичними особливостями грунтів, а на ріллі, крім того, ще й з характером їх сільськогосподарського використання. Її рівень залежить від складу грунту, агрохімічно цінних властивостей і режимів, які в свою чергу зумовлені як грунтоутворювальними процесами, так і технологіями вирощування сільськогосподарських культур. Таким чином, родючість – не тільки природне, а й соціально - економічне явище.