Тридцяті роковини аварії на Чорнобильській АЕС 30 років життя, 30 років подолання, 30 років набуття досвіду Науковий тематичний семінар 21 квітня 2016 р. Дослідження радіоактивного забруднення водних систем З 0 років набуття досвіду Войцехович О. В. , Канівець В. В. , Лаптев Г. В. Відділ радіаційного моніторингу природного середовища Укр. ГМІ 1
Деякі основні здобутки вивчення наслідків радіоактивного забруднення водних систем після Чорнобильської аварії Організація програм моніторингу водних систем (водозбірних територій, річок, озер, морських акваторій) на різних етапах пост-аварійного забруднення і різного цільового призначення Розвиток методів вивчення процесів міграції радіонуклідів (атмосферне, грунтове, водне середовище) в умовах пост-аварійного і хронічного радіоактивного забруднення ПС Методи прогнозування і параметризація математичних моделей міграція в грунтах, поверхневий змив, транспорт в річках і озерах (розчинна і тверда фаза стоку), сорбція і десорбція, седиментаційні процеси, масообмін, транс-седиментація, …. Досвід аналітичного забезпечення (нові методи, QA/QC) Застосування ізотопних маркерних технологій у вивченні геофізичних процесів Водоохоронні технології, планування реабілітаційних заходів Розвиток нормативних документів (моніторинг і радіаційний контроль)
Як результат аварії на, було зруйновано біологічний захист реактору (Блок № 4 ЧАЕС) і стався безпрецедентний викид радіоактивних речовин у атмосферу Радіоактивне забруднення водозборів і водних об'єктів формувалося відповідно до метеорологічних умов атмосферних випадань, а також ландшафтних і геохімічних умов підстильної поверхні на яку осідали радіоактивні аерозолі. Розрахунки аерозольних випадань з моменту викиду (1) 26. 04, 00: 00; (2) 27 04, 00: 00; (3) 27 04, 12: 00; (4) 29 04, 00: 00; (5) 2 05, 00: 00; і (6) 4 05 , 12: 00 (Борзілов , Клепікова 1993). Тому з перших тижнів після аварії, постало питання про оцінки стану забруднення річок і водосховищ (перша експедиція у червні 2016 р, потів у липні 2016 р. за участю фахівців Укр. ГМІ, а також про розробки і верифікацію прогнозів можливого забруднення водних систем р. Дніпро як результат змиву від очікуваних дощів і у майбутньому. Роботи з експериментів по штучному дощуванню розпочалися вже влітку 2016 р
Соціальна атмосфера планування і здійснення заходів з оцінки стану радіоактивного забруднення водних об'єктів Традиційно політика СРСР щодо вибіркового інформування і таємності. Інформація після аварії надавалася дуже дозовано і не відображала реального стану і наслідків аварії. Чутки формували фобії, натомість 1 травня 1986 демонстративно проводять демонстрації трудящих (МЕД від 0, 5 до 2 м. Р/год) у Києві. Суттєві випадання радіоактивних аерозолів на Київ саме протягом періоду 1 -4 травня 1986 р. Проблема йодної профілактики Радіофобія (зокрема, щодо споживання води) Дуже обмежений контингент фахівців є підготовленими до дій в умовах аварійного забруднення і необхідних заходів РБ Відсутність сучасних аналітичних лабораторій, бракує досвіду…. 30. 04 у Києві починає роботу оперативна група Авторадіографія листя каштанів на Хрещатику 4 Держкомгідромету СРСР. відібрано 1 травня 1986 р. (Н. В. Вікторова)
Відсутність інформації і не адекватне сприйняття ризику стали причиною не ефективних водоохоронних заходів в перші роки після аварії Не обґрунтовані політичні заяви стимулювали багато героїчних але не ефективних дій професійного суспільства …Ми не дозволимо радіонуклідам, що вимиваються із зони навколо ЧАЕС вийти за межі дамби Київського водосховища і потрапити у системи водопостачання (із доповіді міністра водного господарства України, червень 1986) Відповідно, проекти гідротехнічних водоохоронних споруд виконувалися протягом кількох днів і тижнів, замість місяців і років у нормальних умовах (втрата якості і необхідних обґрунтувань) Тому важливо бути підготовленим до впровадження контрзаходів в пост-аварійних ситуаціях і не допускати впровадженя не обгрунтованих і ефективних заходів
Роботи із штучного дощування було проведено на всіх характерних типах грунтів водозборів у зоні відчуження ЧАЕС з метою верифікації методів прогнозування змиву і забруднення річок під впливом дощів і сніготанення.
Prof. Y. Onda Експериментальні роботи, методи яких розвивалися в Укр. ГМІ знайшли міжнародне застосування Методологія і досвід штучного дощування Укр. ГМІ і вивчення процесів змиву радіонуклідів і ерозії забруднених грунтів на експериментальних майданчиках площею від 1 до 1000 м 2 використовувалася в багатьох міжнародних проектах. ü Зокрема - вивчення змиву радіонуклідів в лісних екосистемах (проект “ФОРЕКО” 2001), ü а пізніше і у зоні аерозольних випадань в Японії (після аварії на АЕС Фукусіма Даічі (20112012 рр) ü Natural erosion study in Fukushima Artificial rain simulation studies in Ukraine
параметризації математичних моделей змиву і визначення коефіцієнтів змиву Сs-137 і Sr-90 полягав в тому, що n n Для достовірних прогнозів забруднення водних систем і оцінки доз опромінення не достатньо отримати інформацію про характеристики аерозольних випадань в умовах аварійного викиду АЕС в атмосферу. Необхідно визначати особливості фізико-хімічних форм атмосферних випадань, а також інформацію про характеристики процесів, що визначають трансформацію таких форм у часі у природному середовищі (зокрема у грунтах водозбірних територій із різними геохімічними властивостями). Одним із найважливіших параметрів, які мають вивчатися в зонах радіоактивних випадань є характеристики про фізико-хімічні форми радіонуклідів, що визначають їх здатність до мобільності і біодоступності. Ці параметри також можуть бути розраховані із 8
радіонуклідних випадань Чорнобильського походження і параметрів їх трансформації у ПС спільно із фахівцями НПО Тайфун (Обнінськ) 137 Cs 90 Sr Чорнобильський викид 30 -км зона – 2030 % на кордоні Чернігівської Брянскої обл. - 40 -60 % Камбрія UK 85 % 30 -км зона 15 % – 10 - Киштим (РФ) 80 -90 % Ядерні випробування >90 % - 9
Важнейшей особенностью сформированного загрязнение водных объектов и почв водосборных территорий было наличие большого числа топливных частиц, учет скорости растворимости которых должен был учитываться при решении практически всех задач, связанных с мониторингом и прогнозированием переноса РН из почвенных сред в водные UOx matrix fuel particle Fuel particle X-ray microanalysis spectrum of Zr-U-O fuel particles (Ahamdach 2000) U-Zr-O matrix fuel particle Медианный диаметр ~ 4 -6 м До 2000 г. 60 - 70% радионуклидов в почах было ассоциировано с горячими частичками К 2008 году большая часть топливных частиц в почвах была разрушена и растворилась. Кашпаров В. А. и др. 2003 Однако горячие частицы сохраняли свою целостность в донных отложениях водоемов, оставаясь источником продолжающейся компенсации загрязнения вод ы озерах вокруг ЧАЭС
Знания о параметрах трансформации физико-химических форм РН и топливных частиц позволили существенно продвинуться в понимании механизмов миграции радионуклидов с водными потоками и развивать математические модели транспорта РН с водосборных территорий в реки. n n Низкая окисляемость и относительно высокие p. H оказывают слабое влияние на растворимость топливных частиц в ДО Эффекты погоды (зима –лето) , микробиологические эффекты способны очень существенно влиять на ускорение разрушения структуры топливных частиц. Топливные частицы будут разрушены и растворены в условиях осушенных болотных систем и почвах в течение 20 -25 лет В донных отложения и затопленных пойменных грунтах, топливные частицы могут сохранять целостность до 100 лет. J. Environ Radioact. 2009 Apr; 100(4): p. 329 -32. . Fuel particles in the Chernobyl cooling pond: current state and prediction for remediation options. Bulgakov A, Konoplev A, Smith J, Laptev G, Voitsekhovich O.
Методи вивчення розчинного Сs у водних об'єктах також удосконалювалися в Укр. ГМІ n Тестування високо-селективних сорбентів (ANFEZ та інші) Селективна екстракція 137 Cs із профільтрованої води (94 -98% )для використання в програмах моніторингу вод, На замовлення Університету Фукусіма, розроблено рекомендації, розроблено аналоги фільтраційних установок (технологія 3 D printer)
Методичний супровід робіт з моніторингу водних об'єктів
Динамика 137 Cs и 90 Cs в реках Приток 1012 Bq 137 Cs Соотношение 90 Sr и 137 Cs iв растворе стока реки Припять у Чернобыля с водами рю Днепр Приток радионуклидов с водами р. Припять в Киевское водохранилище до и жд ор ж за Р. Десна ье од ый ов ов л д По Ле ье д во ло По Данные Укр. НИГМИ и Чернобыльського Экоцентра
Загрязнение пойменных территорий р. Припяти в ближней зоне ЧАЭС в условия затопления стало основным доказанным источником формирования загрязнения всей днепровской водной системы 90 Sr. 1986 Обоснование эффекта строительства водоохранной дамбы было выполнено по результатам работ в Укр. НИГМИ После высоких летних паводков 1988 г и событий затопления поймы реки в условиях ледового затора 1991, были обоснованы необходимость строительства водоохранной дамбы (1993) на левобережной пойме, а затем и правобережной поймы (1999) 1993 1999
Особенности формирования смыва 137 Cs и 90 Sr с пойм рек и водосборов (1999) Эффект стока возвратных вод с поймы реки 90 Sr Эффект снеготаяния С территории зоны ЧАЭС в р. Припять стекало всего 10 -20% стока Cs 137 и 50 - 70% стока Sr-90 90 Cs
Водоохранный эффект строительства пойменной дамбы 1993 в ближней зоне ЧАЭС позволил предотвратить в течение последующего периода до 2010 г 30 -40 1012 Бк 90 Sr, Bq м-3 1986 -2009 199 3 1987 До строительства дамбы в 199293 После 1993 2010 Analyses done by V. Kanivets, UHMI
90 Sr и 137 Cs в Днепровских водохранилищах Содержание 90 Sr в днепровских водохранилищах до настоящего времени несколько превышает до-аварийные уровни загрязнения 137 Cs в воде нижних водохранилищ днепровского каскада снизился до предаварийного уровня еще в 1997 -1998 гг. Киевское вдхр. , 2010 137 Cs 90 Sr Каховское вдхр, 2010 137 Cs 0, 1 - 0, 5 Bq m 3 90 Sr 10 -20 Bq m 3 10 - 20 Bq m 3 40 -100 Bq m 3
Cs у Дніпровських водосховищ на 96 -99% у фіксованих формах сорбований на мінеральних частках донних відкладів Еволюція цезію-137 у донних відкладах 1986 -2012 Мінеральні намули глибоководної частини. Седиментація до 2 см/рік Піщані грунти дна (не має седиментації) Зони дна покриті рештками молюсків (не має седиментації) та первинні грунти
Седиментація зважених часток, що адсорбують 137 Cs із води є одним із основних факторів Верхня частина Київського водосховища at Riv Dn Pri py iep er Riv er самоочищення водної системи 1998 er 137 Cs 1991 -93 2013 1994 2009 Kiev Reservoir
Сучасні дослідження і трансформації Сs-137 у донних відкладах Київського водосховища
Чернобыльские радионуклиды в Черном море n n После аварии 1986 содержание 137 Cs в слое 0 -50 м увеличилось от 6 до 10 раз. Общее содержание 137 Cs после 1986 г. увеличилось почти в 2 раза по сравнению с накопленным в период бомбовых испытаний. (1. 4 0. 3 PBq) Сток 137 Cs в море с реками Днепром и Дунаем был несущественным по сравнению с аэрозольными выпадениями за период после аварии (0. 05 PBq) n n n Водный сток 90 Sr в море был на много большим. Основной вклад р. Дунай, который оказался соизмерим и более чем р. Днепр. В трассерных количествах Cs 137 и Am-241 хорошо заметны со времен бомбовых испытаний 1960 -1963 гг. и могут быть использованы на равне с чернобыльскими выпадениями маркерами для изучения седиментации в Черном море.
Вертикальное распределение РН в донных отложениях моря, как основа радиотрассерных оценок 137 Cs в донных отложениях колонки осадков глубоководной части моря BS 2 K-11 (1880 m), 137 Cs Лаптев Г. В. , Войцехович О. В. И др. , 2002, в колонке донных отложений отобранной на морском крае авандельты в р. Дунай (BS 98 -03). Показывает историю осадконакопления речных осадков в море.
РАДИОЛОГИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОД Облучение населения формировалось за счет потребления воды, употребления рыбы и продуктов орошаемого земледелия из загрязненных водоемов. Вклад в общую дозу облучения представительной группы населения проживающего в зоне водопользования из Днепра составлял от 0, 1 -1, 0% в регионах прилегающих к зоне ЧАЭС и до 10 -20% в отдаленных районах водопользования из водохранилищ нижнего Днепра, где дозы связанных с другими видами природопользования были очень низкие. Индивидуальные дозы облучения за счет всех видов водопользования не превышали эквивалентные дозы 10 μЗв/г, для которых е требуется никаких мероприятий Те не менее в некоторых ситуациях (в случае потребления значительного количества рыбы из закрытых загрязненных водоемов, с высоким содержанием 137 Cs в рыбе, дозы внутренего облучения критических групп населения (рыбаки) за отдельные годы даже в 90 -х годах достигали по экспертным оценкам 0, 5 -1 м. Зв/год, превышая допустимые квоты на облучение за счет водного фактора (0, 1 м. Зв/г). Наиболее высокие уровни загрязнения вод формировались в первый месяц после аварии, когда содержание 131 I в источниках водоснабжения достигало 150 Бк/л. Однако поскольку такое воздействие было кратковременным вклад радиоактивного йода в дозу облучения был небольшим -- менее 1. 0 м. Зв за первый год облучения.
Оценки коллективных ожидаемых доз облучения населения за счет водопользования (водоснабжение, рыба и орошение) из днепровских водохранилищ для различных областей Украины, которые получают воду из Днепра за период жизни 70 лет 1986 to 2056 (В. Берковский и др. 1996) Если бы никакие мероприятия не проводились то коллективные дозы могли бы достичь 3000 чел Зв, что эквивалентно значительным радиационным рискам. Защитные мероприятия на левобережном ( 1992 -1993) и правобережном (1999) участках поймы реки Припяти в ближней зоне ЧАЭС позволили снизить ожидаемые дозы облучения примерно на 30 -40 % или до 1000 Зв. (Войцехович, 1996)
Радиационные риски и их восприятие населением Динамика реализации доз облучения (%) в течение 70 лет для детей рожденных в 1986 1 -ый год около 47 % nс. Несмотря на то, что дозы облучения связанные водопользованием по факту оказались После 10 лет около 80% дозы реализовано низкими, имело место неадекватное восприятие обществом опасности за счет потребления воды населением. И. П. Лось, О. В. Войцехович, 2001 nгруппу населения, затрагивала очень большую Данная проблема поэтому оправданной оказалась Концепция оценивания коллективных доз облучения и попытки обосновать определенные мероприятия, позволяющие снизить не только дозы облучения, сколько стрессовые настроения в обществе.
Управление водными экосистемами в условиях радиоактивного загрязнения Выбор наиболее подходящих организационных или инженерных мероприятий должен быть обоснован с учетом конкретных условий, а меры оптимизированы (эффект -стоимость). Выпадения Водозборы Реки Решения должны приниматься Подземные воды на основе оценки существующих и прогнозируемых рисков Воды (радиационных, экологических, ирригации физических, социальных, др. ) Во многих случая стратегия “No Action” или Monitored Natural attenuation» (самоочищение) может оказаться оптимальным и должно оцениваться на ряду с другими вариантами планируемых контрмер Воды пипьевые Озера Пресновод. биота Дозы облучения по водным путям J. Smith, O. Voitsekhovych et al. , 2001 28
Монографии и основные обобщающие публикации
Скачать презентацию Тридцяті роковини аварії на Чорнобильській АЕС 30 років
24459ee5d0c55a1a8f4b2b71029df30a.ppt