Анотація до роботи:

Процак В.П.

Вторинний підйом радіоактивних аерозолів при виконанні агротехнічних операцій, осушенні водойм, лугових і лісових пожежах. - Рукопис

Дисертація на здобуття вченого ступеню кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.01 – екологічна безпека. – Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України, Київ 2008.

Оцінені параметри вторинного підйому та атмосферного переносу чорнобильських радіонуклідів при виконанні агротехнічних операцій, лугових та лісових пожежах на радіоактивно забруднених територіях та з донних відкладів осушених водойм, що зазнали радіоактивного забруднення. Визначена значимість вторинного підйому радіонуклідів у додаткове забруднення територій, дезактивованих населених пунктів, та аерального забруднення рослинності. Оцінені параметри радіоактивного аерозолю в зоні дихання механізаторів у залежності від щільності та фізико-хімічних форм забруднення, видів агротехнічних операцій, метеоумов, типу ґрунту, умов праці.

22

Показано, що незважаючи на значне збільшення концентрації радіонуклідів у повітрі, лугові та лісові пожежі при нормальних метеоумовах не ведуть до будь-якого значимого перерозподілу радіоактивного забруднення у локальному масштабі, а основний радіологічний ефект пожеж у Чорнобильській зоні пов'язаний із забрудненням екосистем трансурановими елементами.

Експериментально отримані параметри ресуспензії з донних відкладів осушених водойм Чорнобильської зони, що необхідні для математичного моделювання атмосферного переносу й оцінки ризику при пониженні рівня води в водоймі-охолоджувачі ЧАЕС до природного рівня. Показано, що до цього часу в донних відкладеннях водойми-охолоджувача ЧАЕС основна маса радіонуклідів міститься в матриці паливних частинок, що не зазнали значних змін з моменту аварії на ЧАЕС через нейтральні умови навколишнього середовища.

1. Визначена залежність концентрації чорнобильських радіонуклідів у повітрі, інтенсивності їх випадінь і дисперсного складу аерозолів від відстані до лінійного джерела пилоутворення (різна сільськогосподарська техніка) та типу виконуваної агротехнічної операції. Найбільш значимим фактором, що впливає на концентрації радіонуклідів у повітрі (варіації до 10³ разів), є вологість ґрунту. Експериментально встановлено, що вже через два роки після аварії не спостерігається значимих відмінностей у вторинному переносі радіонуклідів, що випали в складі паливних частинок і в конденсаційній формі.

2. Експериментально показано, що пилоутворення і вітровий перенос радіоактивних речовин у природних умовах на протязі року при нормальних метеоумовах є співставним з переносом радіоактивних речовин при веденні сільськогосподарських робіт і складає менше 0.1 % в рік від запасу радіонуклідів на одиниці площі. Таким чином, вторинне пилоутворення і вітровий перенос РР при веденні сільськогосподарської діяльності на забрудненій території при нормальних метеоумовах суттєво не впливає на перерозподіл радіоактивного забруднення і не вносить значимого вкладу в аеральне забруднення дезактивованих населених пунктів, що розміщені поруч. Внесок аерального забруднення рослинності ¹³⁷Cs в природних умовах на

18

дерново-підзолистих ґрунтах вже через декілька років після аварії не перевищує 10 %.

3. Дослідження пилоутворення як в природних умовах, так і при веденні сільськогосподарських робіт на радіоактивно забруднених територіях, показало, що питома активність пилу є суттєво вищою за питому активність ґрунту (до 10 разів). Встановлено, що найвищі значення концентрацій радіонуклідів у повітрі досягаються на причіпних знаряддях та при певних агротехнічних операціях. Найбільше значення вторинного підйому радіонуклідів (відношення концентрації в повітрі до щільності забруднення ґрунту) в зоні дихання с.-г. робітників було зафіксоване при садінні картоплі на сіялці за гусеничним трактором ДТ-75 (3.610^-6 м^-1), а найменше (4.010^-9 м^-1) в герметизованій кабіні колісного трактора К-700 при оранці ґрунту з вологістю 20 %. Проведені дослідження показали, що герметизація кабін тракторів зменшує концентрацію пилу в повітрі робочої зони механізаторів в 10-100 разів, а радіоактивних речовин в 5-8 разів в порівнянні з звичайними кабінами. AMAD радіоактивних аерозолів в зоні дихання с.-г. робітників при проведенні реальних агротехнічних операцій на типових ґрунтах Полісся, як правило, знаходиться в діапазоні розмірів 10-20 мкм. При певних умовах респірабельна частина радіоактивності в аерозолі може досягати 50 %.

4. Встановлено, що при веденні сільськогосподарської діяльності на полях зі щільністю забруднення ¹³⁷Cs < 550 кБкм^-2 (15 Кікм^-2) інгаляційне надходження ¹³⁷Cs для с.-г. робітників за консервативними оцінками не перевищить допустимого рівня надходження через органи дихання – 2000 Бкрік^-1. Основну інгаляційну небезпеку представляє наявність в повітрі трансуранових елементів, що представлені паливною компонентою радіоактивного забруднення.

5. В результаті проведення активних експериментів у зоні відчуження встановлено, що при реальних лугових пожежах коефіцієнт вторинного підйому для радіонуклідів ¹³⁷Cs і ⁹⁰Sr варіює в межах 10^-6 10^-5 м^-1, а для ізотопів плутонію - 10^-7 10^-6 м^-1 (при розрахунку щодо щільності забруднення паливного матеріалу). Вищенаведені значення будуть нижчими на два порядки величини, якщо розрахунки проводити відносно загальної щільності забруднення території. Для лісової пожежі коефіцієнти вторинного підйому всіх радіонуклідів складали 10^-7 10^-6 м^-1 при розрахунку відносно паливного матеріалу, і 10^-8 10^-7 м^-1 при розрахунку відносно загального забруднення.

6. Показано, що незважаючи на значне підвищення концентрації радіонуклідів у повітрі, лугові та лісові пожежі не ведуть до суттєвого перерозподілу радіоактивного забруднення в локальному масштабі, а наявність інгаляційної небезпеки при пожежах у Чорнобильській зоні пов’язана із забрудненням екосистем ТУЕ.

7. Вперше експериментально показано, що до цього часу в донних відкладеннях водойми-охолоджувача основна маса радіонуклідів міститься в матриці паливних частинок, які не зазнали значних змін з моменту аварії на ЧАЕС через нейтральні умови навколишнього середовища та дефіцит кисню.

19

8. Вперше експериментально встановлено, що вторинний вітровий перенос різних радіонуклідів із осушених ділянок водойм 30-км зони відбувається в однакових фізико-хімічних формах, що значно спрощує прогнози атмосферного переносу радіоактивних аерозолів з осушених ділянок водойми-охолоджувача ЧАЕС. Коефіцієнти вторинного вітрового підйому для всіх радіонуклідів є близькими і складають величину близько 610^-10 м^-1. Отримані результати відповідають загальноприйнятим величинам для ґрунтів 30-км зони ЧАЕС, 10^-10 10^-9м^-1.

Публікації автора:

1. Kashparov V.A., Protsak V.P., Yoschenko V.I., Watterson J.D. Inhalation of radionuclides during agricultural work in areas contaminated as a result of the chernobyl reactor accident // J. Aerosol Science. –1994. – V. 25, № 5. – P.761-767.

2. Лощилов Н.А., Кашпаров В.А., Процак В.П., Влияние вторичного пылепереноса радиоактивных веществ на загрязнение населенных пунктов в зоне Чернобыльской аварии // Гигиена и санитария. – 1993. – № 5. - C. 39-41.

3. Yoschenko V.I., Kashparov V.A., Protsak V.P., Lundin S.M., Levtchuk S.E., Kadygrib A.M., Zvarich S.I, Khomutinin Yu.V., Maloshtan I.M., Lanshin V.P., Kovtun M.V., Tschiersch J. Resuspension and redistribution of radionuclides during grassland and forest fires in the Chernobyl exclusion zone: part I. Fire experiments // Journal of Environmental Radioactivity. -2006. - V. 86. - P.143-163.

4. Frank G., Kashparov V., Protsak V., Tshiersch J. Comparison Measuments of a Russian Standard Aerosol Impactor with Several Western Standard Aerosol Instruments // J. Aerosol Science. - 1996. – V. 27, № 3. - P. 477-486.

5. Кашпаров В.А., Лундин С.М., Хомутини Ю.В., Каминский С.П. Левчук С.Е., Процак В.П., Кадыгриб А.М., Зварич С.И., Ковтун М.В., Ланшин В.П. Загрязнение ⁹⁰Sr территории ближней зоны аварии на ЧАЕС // Радиохимия. - 2000. - Т. 42, № 6.- С. 550-559.

6. Кашпаров В.А, Иванов Ю.А. Зварич С.И., Процак В.П., Хомутинин Ю.В. Кинетика растворения чернобыльских топливных частиц и выщелачивания из них радионуклидов в почвах зоны отчуждения // Проблемы Чернобыльской зоны отчуждения, Киев. Наук. Думка.- 1998. – Вып.5. – С. 24-33.

7. Лощилов Н.А., Кашпаров В.А., Поляков В.Д., Юдин Е.Б., Процак В.П., Журба М.А., Паршаков А.Е. Ядерно-физические характеристики горячих частиц, образовавшихся в результате аварии на ЧАЭС // Радиохимия. – 1992. – № 4. - C. 113-125.

8. Лощилов Н.А., Кашпаров В.А., Юдин Е.Б., Процак В.П., Йощенко В.И. Ингаляционное поступление радионуклидов при сельскохозяйственных работах на территориях, загрязненных в результате Чернобыльской аварии // Гигиена и санитария. – 1993. – № 7. - C. 57-60.

20

9. Yoschenko V.I., Kashparov V.A., Levtchuk S.E., Glukhovskiy A.S., Khomutinin Yu.V., Protsak V.P., Lundin S.M, Tschiersch J. Resuspension and redistribution of radionuclides during grassland and forest fires in the Chernobyl exclusion zone: part II. Modeling the transport process // Journal of Environmental Radioactivity. - 2006. - V.87. - P. 260-278.

   Кашпаров В.А, Иванов Ю.А. Зварич С.И., Процак В.П., Хомутинин Ю.В., Пазухин Э.М. Определение скорости растворения чернобыльских топливных частиц в естественных условиях // Радиохимия. – 1997. – Т.39, вып.1., - C. 71-76.

   Kuriny V.D., Ivanov Yu.A., Kashparov V.A., Loshchilov N.A., Protsak V.P., Yudin E.B., Zhurba M.A., Parshakov A.E. Particle-associated Chernobyl fall-out in the local and intermediate zones // Ann. Nucl.Energy. – 1993. – V. 20. – P. 415-420.

   Yoschenko V.I., Kashparov V.A., Protsak V.P., Tschiersch J. Autoradiograhical methods for the assessment of radionuclides in hot particles on filter samples // Applied Radiation and Isotopes. – 2003. - V. 58. – P. 95-102.

   Kashparov V., Protsak V.P., Ahamdach N., Stammose D., Peres J.M., Yoschenko V.I., Zvarich S.I. Dissolution kinetics of particles of irradiated Chernobyl nuclear fuel : influence of pH and oxidation state on the release of radionuclides in contaminated soil of Chernobyl // Journal of Nuclear Materials. - 2000. – V. 279. - P. 225-233.

   Йощенко В.І., Кашпаров В.О., Левчук С.Е., Хомутінін Ю.В. Процак В.П., Лунін С.М. Радіологічна небезпека пожеж у наземних екосистемах зони відчуження // Бюлетень екологічного стану зони відчуження. – 2006. – Т.28, № 2.- С. 27-35.

   Кашпаров В.А., Лундин С.М., Кадыгриб А.М., Процак В.П., Левчук С.Е., Йощенко В.И., Кашпур В.А., Талерко Н.Н. Радиологическая и гигиеническая оценка последствий лесных пожаров на территории, загрязненной в результате Чернобыльской аварии// Гигиена и санитария. - 2001. - № 1. - C. 30-35.

   Kashparov V.A., Lundin S.M., Kadygrib A.M., Protsak V.P., Levtchuk S.E., Yoschenko V.I., Kashpur V.A., Talerko N.M. Forest fires in the territory contaminated as a result of the Chernobyl accident: radioactive aerosol resuspension and exposure of fire-fighters //Journal of Environmental Radioactivity. - 2000. - V.51. - P.281-298.

   17. Kashparov V.A., Oughton D.H., Zvarich S.I., Protsak V.P., Levchuk S.E. Kinetics of fuel particle weathering and 90Sr mobility in the Chernobyl 30-km exclusion zone // Health Physics. - 1999. - V.76, № 3. - P. 251-259.

   18. Кашпаров В.О., Хомутінін Ю.В., Глухівський О.С., Процак В.П., Зварич С.І., Левчук С.Е., Лунін С.М., Йощенко В.І., Малоштан І.М. Оцінка небезпечності вторинного вітрового переносу радіоактивних аерозолів після часткового осушення водойми-охолоджувача ЧАЕС // Бюлетень екологічного стану зони відчуження. – 2003. – Т.21, № 1.- С. 67-74.

   19. Кашпаров В.А., Иванов Ю.А., Процак В.П. Оценка радиологической значимости вторичного ветрового переноса радиоактивных веществ в

   21

   естественных условиях и при проведении сельскохозяйственых работ //

   Пятая международная научно-техническая конференция. Чернобыль-96.

   Сборник тезисов. Зеленый Мыс. - 1996. - C. 90.

   20. Кашпаров В., Лундін С.М., Прістер Б.С., Кадигріб О.М., Процак В.П., Левчук С.Є., Йощенко В.І., Кашпур В.О., Талерко М.М. Оціінка вторинного радіоактивного забруднення навколишнього середовища та дозовіі навантаження на організм участників пожежегасіння, пов’язані з переносом радіонуклідів внаследок лісовіх пожеж // Наука. Чорнобиль-97, сбірка тез, Київ. – 1998. - С. 83.

   21. Кашпаров В.А., Хомутинин Ю.В., Глуховский А.С., Процак В.П., Зварич С.И., Левчук С.Е., Лундин С.М., Йощенко В.И., Малоштан И.М. Оценка опасности вторичного ветрового переноса радиоактивных аэрозолей после частичного осушения пруда-охладителя ЧАЭС // ІІІ З’їзд радіаційних досліджень (радіобіологія і радіоєкологія), Київ, 21-25 травняя 2003р., Київ, Фітосоціоцентр. - 2003. - С. 385.

   22. Йощенко В.И., Кашпаров В.А., Левчук С.Е., Лундин С.М., В.П.Процак, Хомутинин Ю.В., Глуховский А.С., Малоштан И.М. Ресуспензия и перенос радионуклидов при пожарах в экоценозах чернобыльской зоны // Международный Научный Семинар «Радиоэкология Чернобыльской Зоны», тезисы докладов, 13-14 сент. 2004, Славутич, Украина. – 2004. - С. 51-52.

   23. Кашпаров В.О., Левчук С.Е., Йощенко В.И., Лундин С.М., Зварич С.И., Процак В.П., Малоштан И.М., Кадыгриб А.М., Ковтун М.В. Анализ дисперсности радиоактивных аэрозолей при лесных и луговых пожарах на загрязненных в результате аварии на ЧАЭС территориях // Предупреждение, ликвидация и последствия пожаров на радиоактивно загрязненных землях: Сборник научных трудов, - вып. 54, -Гомель: ИЛ НАН Беларуси. - 2002. - С.142-145.