МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЛОНГОВАНОЇ МОЛОЧНОЇ “АВАРІЙНО — ЧОРНОБИЛЬСЬКОЇ” ДОЗИ ДЛЯ НАСЕЛЕННЯ ОКРЕМИХ РАЙОНІВ ПІВДНЯ УКРАЇНИ

Моделювання дози іонізуючого випромінювання є одним із засобів прогнозування його біологічного впливу на організм [4]. Такий спосіб аналізу й прогнозування дозового навантаження сьогодні залишається цікавим через багатозначність питань, пов’язаних з вивченням розповсюдження й перерозподілу радіоактивності після аварії на Чорнобильській АЕС, та оцінці доз опромінення населення внаслідок цієї аварії.

Сьогодні з’являється багато нової інформації щодо наслідків аварії на ЧАЕС для населення територій, які особо постраждали від цього (Київська, Житомирська, Рівненська області) та на які прийшовся максимум радіоактивних випадінь з атмосфери [4–6]. Південь України не відчув на собі такого впливу аварії. Але в світі повноцінного аналізу наслідків такої аварії глобального масштабу, а також оцінки й прогнозування сумарного дозового навантаження на населення регіону не має. Вважаємо, що дослідження дозового радіаційного навантаження на території Півдня України, як наслідків цієї аварії, також представляють чималу цінність.

У попередніх наших роботах [1; 2] висвітлено результати досліджень дози опромінення населення Миколаївщини від “аварійно- чорнобильських” радіонуклідів: 131I, 137Cs, 134Cs, 85mKr, 133mXe, 103Ru,

124Su, 95Ni, 132Te, 140Ln, присутніх у повітрі над територією області в

1986 р. Цікавість представляє аналіз подальшого розповсюдження над цим регіоном радіонуклідів з метою отримання моделі, за якою можна оцінити й зробити прогноз дози внутрішнього опромінення для населення південних районів України за весь післяаварійний період. Через те, що в післяаварійні роки визначальним при внутрішньому опроміненні людини виступав молочний трофічний ланцюг [5], то в даній роботі представлено модель формування “молочної” дози опромінення населення з різних районів Миколаївщини через 137Cs – один з основних дозостворюючих “аварійно-чорнобильських” радіонуклідів.

Матеріалами виступали результати досліджень вмісту 137Cs у ґрунті, рослинах та молоці з районів, які постраждали від “чорнобильсько-аварійного” викиду радіонуклідів, які було здійснено в

1993–1994 рр. НДЛ “Ларані” за державною програмою МінЧорнобиля

України, а також дані досліджень наступних років відповідно до теми

НДР [3, 8]. Обчислення розмірів ефективної еквівалентної дози від

надходження 137Cs з молоком для населення забруднених районів здійснено через камерну модель.

Результати досліджень вмісту радіонуклідів у пробах молока, відібраних в особистих і колективних господарств Миколаївської області в травні–червні 1986 р. свідчили, що в перші місяці після аварії в молоці було знайдено такі радіонукліди, як 131I, 137Cs, 133mXe, 103Ru, 124Su, 141Се,

95Ni, 132Te, 140Ln, причому головну роль у сумарній радіоактивності молока в цей період відігравав 131I (рис. 1, А).

усі інші

26%

усі ін ші

26%

74%

131I

83%

137C s

Рис. 1. Питома маса радіонуклідів у сумарну радіоактивність проб молока з господарств Миколаївщини в різні часи після аварії:

А — у перші місяці, Б – після року

Поряд з цим, після швидкого зниження вмісту радіоактивного йоду та інших короткоживучих радіонуклідів, у молоці стала збільшуватися питома вага 137Cs (рис. 1, Б), який і у всі послідуючі роки залишався основним дозостворюючим радіонуклідом за харчовим ланцюгом для населення цього регіону.

За даними радіометричних досліджень ґрунту на території Миколаївської області, які були здійснені НДЛ “Ларані” у 1986р. (до аварії на ЧАЕС), вміст 137Cs у ґрунті не перевищував 2 кБк/м2 (0,05

Кі/км2), 90Sr – 1 кБк/м2 (0,02 Кі/км2). Результати проведених у травні — серпні 1986р. досліджень поверхневого забруднення 137Cs ґрунтів з сільськогосподарських угідь різних районів Миколаївської області відображено на рисунку 2, А.

У перші після аварійні дні під вплив Чорнобильського викиду підпали північні та північно-східні райони області. Загальний розмах поверхневого забруднення 137Cs ґрунту територій області складав від 3 кБк/м2 (0,1 Ki/км2) у Снігурівському районі – до 15 кБк/м2 (0,4 Ki/км2) в Арбузинському районі.

На рисунку 2, Б відображено динаміку поверхневого забруднення

137Cs ґрунтів на початку 90-х років. Як видно з номограми, у 1991 р., на фоні збереження загальної кількості радіонуклідів, відбувся перерозподіл їхньої кількості між районами області. Так, якщо в 1986 р. за рівнем вмісту радіонуклідів у ґрунті лідирували Арбузинський,

Кривоозерський, Братський райони, то в 1991 р. перше місце посіли Врадієвський, Доманівський, Вознесенський райони. Тобто природні процеси (вітрове перенесення, змив за рахунок опадів) внесли поправку в радіоактивний склад ґрунтів області.

Рис. 1. Питома маса радіонуклідів у сумарну радіоактивність проб молока з господарств Миколаївщини в різні часи після аварії:

А — у перші місяці, Б – після року

Поряд з цим, після швидкого зниження вмісту радіоактивного йоду та інших короткоживучих радіонуклідів, у молоці стала збільшуватися питома вага 137Cs (рис. 1, Б), який і у всі послідуючі роки залишався основним дозостворюючим радіонуклідом за харчовим ланцюгом для населення цього регіону.

За даними радіометричних досліджень ґрунту на території Миколаївської області, які були здійснені НДЛ “Ларані” у 1986р. (до аварії на ЧАЕС), вміст 137Cs у ґрунті не перевищував 2 кБк/м2 (0,05

Кі/км2), 90Sr – 1 кБк/м2 (0,02 Кі/км2). Результати проведених у травні — серпні 1986р. досліджень поверхневого забруднення 137Cs ґрунтів з сільськогосподарських угідь різних районів Миколаївської області відображено на рисунку 2, А.

У перші після аварійні дні під вплив Чорнобильського викиду підпали північні та північно-східні райони області. Загальний розмах поверхневого забруднення 137Cs ґрунту територій області складав від 3 кБк/м2 (0,1 Ki/км2) у Снігурівському районі – до 15 кБк/м2 (0,4 Ki/км2) в Арбузинському районі.

На рисунку 2, Б відображено динаміку поверхневого забруднення

137Cs ґрунтів на початку 90-х років. Як видно з номограми, у 1991 р., на фоні збереження загальної кількості радіонуклідів, відбувся перерозподіл їхньої кількості між районами області. Так, якщо в 1986 р. за рівнем вмісту радіонуклідів у ґрунті лідирували Арбузинський,

Кривоозерський, Братський райони, то в 1991 р. перше місце посіли Врадієвський, Доманівський, Вознесенський райони. Тобто природні процеси (вітрове перенесення, змив за рахунок опадів) внесли поправку в радіоактивний склад ґрунтів області.

0,4 А

1 3 7 Сs у гру нті, Кі/км2

Подпись: 1 3 7 Сs у гру нті, Кі/км20,3

0,2

0,1

0,4 А

1 3 7 Сs у гру нті, Кі/км2

Подпись: 1 3 7 Сs у гру нті, Кі/км20,3

0,2

0,1

0,3 Б

0,2

0,1

0

 

1 3 7 Сs у гру нті, Кі/км2

Подпись: 1 3 7 Сs у гру нті, Кі/км20

 

Райони Миколаївської області

Райони Миколаївської області

Рис. 2. Вміст 137Cs у ґрунтах районів Миколаївської області: А – у

1986 р., Б – у 1991р.

Поряд з цим, дослідження, проведені протягом 1986–1990 рр. різними установами [7; 8] зафіксували, що на території північно-західних (Доманівського, Первомайського, Кривоозерського та Арбузинського) районів з’явилися ділянки, які забруднені 137Cs “аварійно — чорнобильського” походження в підвищених кількостях.

За даними НПИСХ [7] вміст цього радіонукліду у ґрунтах на території області в 1991р. виріс у 5–10 разів, при чому у 86 % зразків ґрунту вміст 137Cs знаходився у межах 4 – 37 кБк/м2, 12% – 38 – 74 кБк/м2, 1 % – 75–150 кБк/м2. Це – балки, схили, яри, низини, які захищені від вітрового переносу, завдяки чому радіоцезій міцно акумулювався тут ґрунтом. При цьому ці ділянки є місцями активного випасу домашньої худоби, зокрема, молочної. Інтенсивний перехід радіоцезію в корм молочної худоби з цих територій підтвердили дослідження трав’яного покриву пасовищ (який представлений, в основному, багаторічними травами), а в молоко через корми – дослідження проб молока за державною програмою [8].

Дослідження доз опромінення населення з різних районів Миколаївської області, які було проведено на основі вимірювань вмісту радіоцезію у пробах молока в 1986, 1993, 1993, 1996, 1999 рр. [3; 8], відібраних з особистих і колективних господарств територій Доманівського, Первомайського,

 

Райони Миколаївської області

Райони Миколаївської області

Рис. 2. Вміст 137Cs у ґрунтах районів Миколаївської області: А – у

1986 р., Б – у 1991р.

Поряд з цим, дослідження, проведені протягом 1986–1990 рр. різними установами [7; 8] зафіксували, що на території північно-західних (Доманівського, Первомайського, Кривоозерського та Арбузинського) районів з’явилися ділянки, які забруднені 137Cs “аварійно — чорнобильського” походження в підвищених кількостях.

За даними НПИСХ [7] вміст цього радіонукліду у ґрунтах на території області в 1991р. виріс у 5–10 разів, при чому у 86 % зразків ґрунту вміст 137Cs знаходився у межах 4 – 37 кБк/м2, 12% – 38 – 74 кБк/м2, 1 % – 75–150 кБк/м2. Це – балки, схили, яри, низини, які захищені від вітрового переносу, завдяки чому радіоцезій міцно акумулювався тут ґрунтом. При цьому ці ділянки є місцями активного випасу домашньої худоби, зокрема, молочної. Інтенсивний перехід радіоцезію в корм молочної худоби з цих територій підтвердили дослідження трав’яного покриву пасовищ (який представлений, в основному, багаторічними травами), а в молоко через корми – дослідження проб молока за державною програмою [8].

Дослідження доз опромінення населення з різних районів Миколаївської області, які було проведено на основі вимірювань вмісту радіоцезію у пробах молока в 1986, 1993, 1993, 1996, 1999 рр. [3; 8], відібраних з особистих і колективних господарств територій Доманівського, Первомайського, Кривоозерського та Арбузинського

районів, дозволили визначити апроксимаційні рівняння зміни розміру дози в населених пунктах районів спостережень ( p  0.05 ) (рис. 3).

2,5

2

D (

 

ing,137 Cs

поставар

j, t )

С1 D0 ( j )

e ( C 2 t )

доза, мкЗв/рік

Подпись: доза, мкЗв/рік1,5

1

0,5

0

1986 1991 1993 1996 1999

Рік

Рис.3. Динаміка річної дози опромінення 137Cs людини при споживанні молока з забруднених територій

У цілому для кожного з населених пунктів цих районів (j)

найліпші вирази цих рівнянь мали вигляд:

e ( C 2 t )

доза, мкЗв/рік

Подпись: доза, мкЗв/рік1,5

1

0,5

0

1986 1991 1993 1996 1999

Рік

Рис.3. Динаміка річної дози опромінення 137Cs людини при споживанні молока з забруднених територій

У цілому для кожного з населених пунктів цих районів (j)

найліпші вирази цих рівнянь мали вигляд:

D (

 

ing,137 Cs

поставар

ing,137 Cs (

j, t )

, )

С1

або:

D0 ( j)

( )

e ( C2 t )

( C2 )

(1.)

(2.)

ing,137 Cs

Dпоставар j t

С1 D0 j t

де Dпоставар ( j, t ) д – доза внутрішнього опромінення від

потрапляння 137Сs з молоком через час t після аварії для j населеного

137

пункту,

D0 ( j) б – доза внутрішнього опромінення від потрапляння Сs

з молоком у 1986 р. для j населеного пункту,

апроксимації.

С1 , C2 т – константи

Аналіз апроксимаційних рівнянь для кожного пункту спостережень показав, що рівняння (1) більш ефективні при застосуванні для територій, де в містах випасу молочної худоби вміст 137Cs у ґрунті постійно змінювався завдяки вітровому переносу або змивання й вимивання з опадами, а (2) – для територій, в яких, навпаки, 137Сs зразу міцно закріпився у ґрунті. Враховуючи ці апроксимаційні рівняння змодельована прогнозна доза опромінення від 137Сs за рахунок споживання молока для населення з різних забруднених внаслідок аварії на ЧАЕС територій Миколаївської області (рис. 4).

30

мкЗв

Подпись: мкЗв20

10

0

1 6 1116212631364146515661667

Час (роки)

для дорослого населення для дітей

 

40

30

мкЗв

Подпись: мкЗв20

10

0

1 6 1116212631364146515661667

час (роки) після аварії

для дорослого …

для дітей

Рис. 4. Динаміка накопичення дози опромінення 137Cs людиною при споживанні молока для населення різних вікових груп на

забруднених територіях Миколаївського регіону: А – с. Чаусово

Первомайського району; Б – с. Булацелово Арбузинського району

З графіків, які демонструють ці моделі маємо, що за 70 років життя середня індивідуальна накопичена доза від 137Cs при споживанні людиною молока становить залежно від району від 14 – 16 до 60 – 70 мкЗв. А виходячи з отриманих графіків динамік накопиченої протягом життя дози від 137Cs можна зробити певні припущення щодо швидкості накопичення цієї дози для окремих районів.

Таким чином, математичні моделі зміни дози опромінення від

137Сs для населених пунктів Миколаївського регіону, забруднених внаслідок викидів при аварії на ЧАЕС та дози опромінення населення від 137Сs за рахунок споживання молока є добовими. За 70 років життя середня індивідуальна накопичена доза від 137Cs при споживанні людиною молока із господарств, розміщених на територіях Миколаївської області, які були забруднені внаслідок аварії на ЧАЕС, становить, від 14–16 до 60–70 мкЗв.

Література

1. Григор’єва Л. І. Дозове навантаження на населення

Миколаївщини за 20 річний термін дії на нього гамма-випромінювачів повітря і ґрунту // Науковий вісник Чернівецького університету. – 2006. – Вип. 298. – Чернівці, “Рута” – С. 35–44. 2. Григор’єва Л. І. Реконструкція дозового навантаження для населення півдня України

// Зб. наук. праць МДГУ “VI Регіональні біологічні читання” – Миколаїв: МДУ ім. Сухомлинського – 2006. – С. 54–56. 3. Картирование территории Николаевской области по суммарной дозовой нагрузке на население: Отчет о НИР (промеж.) / Никол. науч.-исслед. лабор. по проблемам радиационной безопасности населения "Ларани" – № 5197/1

– Николаев, 1997. – 46 с. 4. Кравець О. П., Гродзинський Д. М.

Екологічний прогноз розвитку радіаційної ситуації в Україні та формуванні доз людини від внутрішнього опромінення // Гигиена населенных мест. – Вип. 36(1). – К.: 2000. – С. 306–320. 5. Кравець О. П., Гродзинський Д. М., Павленко Ю. О. Проблеми реконструкції та прогнозу доз від інкорпорованих радіонуклідів // III з’їзд з радіаційних досліджень (радіобіологія і радіоекологія: Матеріали Міжнародн. конференціі – К.: Укрфітосоціоцентр, 2003. – С. 393. 6. Національна доповідь, присвячена 20 річчю аварії на ЧАЕС – К.: 2001. 7. Среднее

содержание в почве 137Cs и 90Sr в почве до и после аварии на ЧАЭС

//Отчет НИР НПИСХ – 1991. – 22 с. 8. Уточнение радиационной обстановки в загрязненных районах Николаевской области: Отчет о НИР) / Никол. науч.-исслед. лабор. по проблемам радиационной безопасности населения "Ларани" – № 2195/1 – Николаев, 1993. – 74 с.

Summary

Researches of irradiation doses to population of north-western districts

of Mikolaiv area which were muddy under abnormal condition “chernobil”

90Sr and 137Cs. The analysis of levels of radiation contamination of soils of muddy territories is carried out in a dynamics. The prognosis dose of irradiation of population is modelled from 137Сs due to the consumption of milk for a population from different muddy as a result of failure on Chornobyl AEPS of Mikolaivskoy area territories.

Материал взят из: Вісник Луганського національного університету імені Тараса Шевченка. Біологічні науки. № 2 (165)