Цена доставки диссертации от 500 рублей 

Поиск:

Каталог / БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ / Радиобиология

Обоснование, оценка эффективности и оптимизация защитных и реабилитационных мероприятий на территориях, подвергшихся загрязнению после аварии на Чернобыльской АЭС

Диссертация

Автор: Панов, Алексей Валерьевич

Заглавие: Обоснование, оценка эффективности и оптимизация защитных и реабилитационных мероприятий на территориях, подвергшихся загрязнению после аварии на Чернобыльской АЭС

Справка об оригинале: Панов, Алексей Валерьевич. Обоснование, оценка эффективности и оптимизация защитных и реабилитационных мероприятий на территориях, подвергшихся загрязнению после аварии на Чернобыльской АЭС : диссертация ... доктора биологических наук : 03.00.01 / Панов Алексей Валерьевич; [Место защиты: Всерос. науч.-исслед. ин-т с.-х. радиологии и агроэкологии РАСХН] - Обнинск, 2009 - Количество страниц: 320 с. ил. Обнинск, 2009 320 c. :

Физическое описание: 320 стр.

Выходные данные: Обнинск, 2009






Содержание:

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 МЕТОДОЛОГИЯ ПЛАНИРОВАНИЯ ЗАЩИТНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ ПРИ РЕАБИЛИТАЦИИ
РАДИОАКТИВНО ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ
11 Влияние аварии на Чернобыльской АЭС на сферу АПК
12 Характеристика защитных мероприятий в сельском хозяйстве
13 Планирование контрмер в первый год и в долговременный период после аварии на ЧАЭС
14 Правовая и нормативная база для ведения сельскохозяйственного производства на радиоактивно загрязненных территориях
15 Особенности формирования доз внутреннего облучения в отдаленный период после аварии на ЧАЭС
16 Принципы классификации хозяйств и населенных пунктов по степени необходимости реабилитации
17 Критерии оценки эффективности контрмер
18 Уровни оценок, рассматриваемые при обосновании защитных мероприятий
19 Основные этапы обоснования контрмер в сельском хозяйстве
ГЛАВА 2 МОНИТОРИНГ РАДИАЦИОННО-ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ
21 Классификация сельских населенных пунктов и хозяйств
22 Анализ факторов, определяющих формирование доз облучения населения
221 Характеристика исследуемых населенных пунктов
222 Закономерности формирования доз внутреннего облучения населения в сельских населенных пунктах
223 Влияние защитных мероприятий на формирование доз внутреннего облучения сельского населения
23 Закономерности изменения содержания радионуклидов в продукции животноводства
24 Радиоэкологическая ситуация в сельскохозяйственной сфере в отдаленный период после аварии на ЧАЭС
25 Оценка необходимости реабилитации радиоактивно загрязненных территорий в отдаленный период после аварии на ЧАЭС
ГЛАВА 3 РАДИОЛОГО - ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ КОНТРМЕР ПОСЛЕ АВАРИИ НА ЧАЭС
31 Объемы применения контрмер в АПК после аварии на ЧАЭС
32 Вклад защитных мероприятий в производство нормативно чистой сельскохозяйственной продукции
33 Оценка предотвращенных коллективных доз облучения населения за счет защитных мероприятий в хозяйствах коллективного сектора
34 Анализ эффективности контрмер по снижению доз облучения населения, проживающего на радиоактивно загрязненных территориях
35 Оценка радиолого - экономической эффективности контрмер в хозяйствах коллективного сектора и J11IX
ГЛАВА 4 ОПТИМИЗАЦИЯ ЗАЩИТНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ЗАТРАТЫ - ВЫГОДА
41 Оценка эффективности контрмер на локальном уровне
42 Анализ эффективности контрмер по реабилитации сельских населенных пунктов на региональном уровне
43 Формирование альтернативных стратегий реабилитации хозяйств коллективного сектора и сельских населенных пунктов'
44 Сравнительный анализ эффективности стратегий защитных мероприятий по реабилитации радиоактивно загрязненных территорий на основе анализа затраты - выгода
ГЛАВА 5 ОБОСНОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ СТРАТЕГИЙ ЗАЩИТНЫХ МЕРОПРИЯТИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ
51 Методологический подход к оптимизации защитных мероприятий на основе многокритериального анализа характеристик контрмер
52 Многокритериальный анализ эффективности защитных мероприятий на локальном уровне
53 Обоснование оптимальных стратегий реабилитации радиоактивно загрязненных территорий с помощью многокритериального анализа
54 Использование специализированной компьютерной системы поддержки принятия решений RESCA для обоснования системы реабилитации населенных пунктов, пострадавших от аварии на Чернобыльской АЭС 248 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 267 ВЫВОДЫ 270 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Введение:
Актуальность проблемы. Перспективы развития ядерной энергетики тесно связаны с решением проблем обеспечения радиационной безопасности населения [11]. Во многих ситуациях размещение предприятий ЯТЦ в районах с интенсивным ведением сельскохозяйственного производства приводит к определенному увеличению доз облучения населения. Возможность возникновения аварийных ситуаций на этих предприятиях определяет необходимость оценки дополнительного облучения населения и эффективности действий (защитных и реабилитационных мероприятий), направленных на уменьшение дозовой нагрузки на человека в этих условиях. Как показал опыт ликвидации последствий радиационных аварий (например, аварии на Чернобыльской АЭС), такое воздействие может привести к долгосрочным (десятки лет) радиоэкологическим последствиям [12]. Для решения этих проблем необходимо совершенствование подходов, направленных на долгосрочное реагирование в условиях радиоактивного загрязнения.
Авария на Чернобыльской АЭС явилась крупнейшей в истории ядерной энергетики и привела к масштабному загрязнению сельскохозяйственных угодий. Многие особенности формирования радиологической ситуации после аварии были обусловлены неоднородностью радиоактивных выпадений, различиями в радионуклидном составе выбросов, разнообразием природно-климатических условий в зоне загрязнения [302].
Проблемы ведения- сельскохозяйственного производства в зоне аварии и обеспечения населения продукцией, соответствующей санитарно-гигиеническим нормативам, относились к числу наиболее сложных, так как затрагивали социальные вопросы поддержания или восстановления привычного уклада жизни сельского населения на огромной территории [255, 302].
Высокие уровни радиоактивного загрязнения сельскохозяйственных угодий обусловили необходимость применения защитных мероприятий во всех отраслях сельского хозяйства, и использования специальных технологий переработки сельскохозяйственного сырья [83, 103, 116, 118, 178, 190, 198, 200]. Особенностью аварии на ЧАЭС являлась также динамичность изменения радиационной обстановки, что потребовало принципиально нового подхода к организации и внедрению защитных мероприятий. Одной из задач при этом стала оптимизация проведения контрмер и разработка стратегий реабилитации загрязненных территорий, обеспечивающих рациональное использование материальных, людских и финансовых ресурсов в различные периоды после аварии [250, 280].
При выборе оптимальных стратегий защитных мероприятий следует выделить две категории населения, для которых контрмеры, направленные на снижение доз внутреннего облучения, могут иметь свои особенности. В качестве первой категории следует рассматривать население, непосредственно проживающее на загрязненной территории, с которой потребляет произведенную им продукцию. Ко второй категории можно отнести население, потребляющее сельскохозяйственную продукцию, полученную на загрязненной территории, за пределами места, где эта продукция была произведена. В качестве основного критерия оценки эффективности контрмер для первой категории должно рассматриваться снижение индивидуальной эффективной дозы, а для второй - уменьшение коллективной дозы от употребления загрязненной продукции [221].
Следует отметить существенное различие в> целях применения защитных мероприятий для выделенных категорий населения. Так, если в первом случае контрмеры непосредственно направлены на снижение доз облучения населения, то во втором целью их применения является уменьшение экспорта дозы из загрязненных районов. Необходимо подчеркнуть, что с точки зрения ведения сельского хозяйства и использования продукции оценка эффективности этих двух направлений применения защитных мероприятий может опираться на одинаковые критерии, например Временные Допустимые Уровни (ВДУ) или нормативы СанПиН 2.3.2.1078-01, однако последующий сравнительный анализ стратегий реабилитации загрязненных территорий должен учитывать присущие выделенным категориям населения особенности.
В результате реализации комплекса защитных и реабилитационных мероприятий радикально оздоровлена радиологическая ситуация на территориях, подвергшихся воздействию аварии на ЧАЭС [10]. В то же время, несмотря на существенное улучшение радиационной обстановки в России, к настоящему времени не удалось полностью решить проблему обеспечения радиационной безопасности населения, проживающего на территориях, загрязненных в результате аварии. Так, в ряде районов Брянской области до настоящего времени наблюдаются высокие уровни радиоактивного загрязнения аграрных и природных экосистем, а также низкие темпы снижения содержания радионуклидов в сельскохозяйственной пищевой продукции и дарах леса, что влияет на формирование дополнительной дозовой нагрузки на население, проживающее в данном регионе [168]. Это приводит к необходимости продолжения проведения комплекса работ по дальнейшей реабилитации радиоактивно загрязненных территорий, оценки эффективности защитных мероприятий в АПК на всех этапах ликвидации последствий радиационных аварий и определения оптимальных стратегий использования контрмер.
Учитывая сложность сферы агропромышленного комплекса как объекта управления, оптимизация защитных мероприятий является многофакторной задачей. Решение ее связано с обоснованием критериев для оценки оправданности контрмер и определения факторов, влияющих на эффективность защитных мероприятий, с разработкой моделей, методов и программных средств для поддержки принятия решений по рациональному планированию защитных мероприятий в сельском хозяйстве в случае радиационных аварий на предприятиях ядерного топливного цикла. Цель и задачи исследования. Целью работы являлась оценка эффективности применения защитных мероприятий в сельском хозяйстве на различных этапах ликвидации последствий радиационной аварии и на этой основе разработка оптимальных путей реабилитации радиоактивно загрязненных территорий. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
1. Разработан методологический подход к обоснованию и оценке эффективности защитных мероприятий, направленных на уменьшение перехода радионуклидов по цепочке почва — сельскохозяйственная продукция — продукты питания — человек и снижение доз облучения населения, проживающего на радиоактивно загрязненных территориях.
2. Проведен анализ радиоэкологической ситуации в сельских населенных пунктах и хозяйствах коллективного сектора, находящихся на территории, подвергшейся загрязнению после аварии на ЧАЭС, на различных этапах ликвидации ее последствий. Дана оценка значимости факторов, определяющих переход радионуклидов из почвы в сельскохозяйственную продукцию и влияющих на формирование доз облучения сельского населения.
3. Дана оценка радиолого-экономической эффективности контрмер в сельских населенных пунктах и хозяйствах коллективного сектора на различных этапах ликвидации последствий аварии на ЧАЭС.
4. Выполнен сравнительный анализ потенциальной эффективности защитных мероприятий в сельском хозяйстве и предложен комплекс стратегий реабилитации населенных пунктов и хозяйств коллективного сектора, пострадавших от аварии на ЧАЭС.
5. Разработан методологический подход к оптимизации защитных мероприятий на основе многокритериального анализа их характеристик и дано обоснование рациональных стратегий реабилитации радиоактивно загрязненных территорий, с использованием компьютерных систем поддержки принятия решений. Теоретическая значимость и научная новизна работы. Для обоснования, оценки эффективности и оптимизации защитных мероприятий по реабилитации радиоактивно загрязненных территорий разработаны методологические подходы, основанные на классификации населенных пунктов и хозяйств коллективного сектора с учетом факторов, определяющих загрязнение сельскохозяйственной продукции, формирование доз облучения населения и эффективность контрмер. Ключевым элементом методологий являются сравнительный анализ эффективности потенциально возможных защитных и реабилитационных мероприятий и определение наиболее оптимальных вариантов их применения на основе многокритериального анализа характеристик контрмер.
На основе многолетних мониторинговых наблюдений дана оценка изменения радиоэкологической ситуации на территориях, подвергшихся воздействию аварии на ЧАЭС. Описаны закономерности загрязнения радионуклидами сельскохозяйственной продукции, формирования доз облучения сельского населения в отдаленный период после аварии на ЧАЭС, и влияния защитных мероприятий на эти процессы. Определены периоды времени, когда в частном секторе населенных пунктов и в коллективных хозяйствах, находящихся в зонах с различными уровнями загрязнения, будет сохраняться необходимость в защитных мероприятиях.
Впервые оценена радиологическая эффективность контрмер, выполненных в течение 20 лет после аварии на ЧАЭС. Рассчитаны ожидаемые дозы облучения населения и уровни загрязнения радионуклидами сельскохозяйственной продукции в отсутствии проведения защитных мероприятий на радиоактивно загрязненных территориях. Для определения приоритетов в выборе оптимальных защитных мероприятий на загрязненной радионуклидами территории проведена радиолого-экономическая оценка эффективности контрмер, выполненных в коллективных хозяйствах и частном секторе сельских населенных пунктов за 20 лет после аварии на ЧАЭС.
На основе использования различных критериев (радиологических, экономических, нормативных, социально-психологических) с помощью компьютерных систем поддержки принятия решений выполнен сравнительный анализ эффективности различных защитных мероприятий и определен их рейтинг. Для населенных пунктов и хозяйств коллективного сектора, находящихся в различных зонах радиоактивного загрязнения, разработан ряд альтернативных стратегий контрмер. Показано, что наиболее эффективной является стратегия адресной реабилитации в виде комплекса сельскохозяйственных защитных мер, обеспечивающих максимально быстрое снижение годовых доз облучения населения до уровня, установленного законом «О радиационной безопасности», и уровней загрязнения сельскохозяйственной продукции до пределов, установленных в СанПиН-2.3.2.1078-01.
Практическая значимость результатов исследований. Результаты исследований являются основой для оценки последствий радиоактивного загрязнения населенных пунктов и коллективных хозяйств после аварии на ЧАЭС, а также для организации сельскохозяйственного производства и адресного планирования защитных и реабилитационных мероприятий на территориях, подвергшихся загрязнению радионуклидами. Данные, полученные в работе, использованы при подготовке:
• «Рекомендаций по ведению животноводства в отдаленный после Чернобыльской катастрофы период», 2000;
• «Руководства по ведению животноводства в отдаленный после Чернобыльской катастрофы период», 2001; отчета Европейской комиссии [11-й директорат] по разработке программ помощи КЕС странам СНГ в ликвидации последствий аварии на ЧАЭС в сельском хозяйстве; предложений Минсельхоза России в программу практических работ по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС на 2001-2005 и 2006-2010 гг.; «Научных основ ведения сельскохозяйственного производства на техно-генно загрязненных территориях, обеспечивающих получение продукции, соответствующей нормативам» по программе фундаментальных и приоритетных прикладных исследований Россельхозакадемии по научному обеспечению развития агропромышленного комплекса Российской Федерации на 2001-2005 гг.; научно-технического обоснования мероприятий по реабилитации сельскохозяйственных угодий в рамках подготовки Федеральной целевой программы: «Преодоление последствий техногенных аварий и катастроф до 2010 г.»;
Концепции реабилитации радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных угодий в отдаленный после Чернобыльской катастрофы период (2006-2015 гг.)», 2005;
Руководства по ведению сельскохозяйственного производства на радиоактивно загрязненных территориях Беларуси и Российской Федерации», 2005;
Методических указаний «Оценка средних годовых эффективных доз облучения критических групп жителей населенных пунктов Российской Федерации, подвергшихся радиоактивному загрязнению вследствие аварии на Чернобыльской АЭС», 2005;
Методологии оценки риска воздействия техногенных факторов различной природы на агроэкосистемы, 2007;
• Методики оценки радиологической безопасности и экономической эффективности применения реабилитационных мероприятий в аграрно-промышленном комплексе, 2007;
• Методики прогнозирования уровней загрязнения почв сельскохозяйственных угодий, при которых обеспечивается получение нормативно чистых продуктов питания, 2007;
• Методики оценки радиологической и экономической эффективности защитных мероприятий, проводимых в сельскохозяйственных предприятиях различных форм собственности, 2008.
Положения, выносимые на защиту:
1. Методологический подход к обоснованию защитных мероприятий по реабилитации радиоактивно загрязненных территорий, основанный на классификации сельских населенных пунктов и хозяйств коллективного сектора с учетом факторов, определяющих загрязнение сельскохозяйственной продукции, формирование доз облучения населения и эффективность контрмер.
2. Методологический подход к оптимизации защитных мероприятий на основе многокритериального анализа характеристик контрмер с использованием компьютерных систем поддержки принятия решений.
3. Оценка значимости факторов, определяющих переход радионуклидов в сельскохозяйственную продукцию и влияющих на формирование доз облучения сельского населения.
4. Прогноз потребности проведения защитных мероприятий на радиоактивно загрязненных вследствие аварии на ЧАЭС территориях.
5. Результаты анализа радиолого-экономической эффективности защитных мероприятий в личных и коллективных хозяйствах на территориях, пострадавших от аварии на ЧАЭС.
6. Система оптимальных защитных мероприятий в сельском хозяйстве по снижению доз облучения жителей населенных пунктов и уменьшению содержания радионуклидов в продукции хозяйств коллективного сектора, пострадавших от аварии на ЧАЭС, до законодательно установленных уровней.
Личный вклад диссертанта в разработку научных результатов, выносимых на защиту. Автором поставлена цель исследования, сформулированы методологические подходы к оптимизации защитных мероприятий и проведен сбор необходимого первичного материала. Созданы базы данных по загрязнению радионуклидами земель, сельскохозяйственной продукции и характеристикам населенных пунктов. Выполнена статистическая обработка данных и проведен их анализ. Оценены ожидаемые дозы облучения населения в отсутствии защитных мероприятий и эффективность контрмер. Сформулированы основные положения работы и выводы. Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на международных и всероссийских конференциях: Международной научно-практической конференции «Проблемы ведения агропромышленного производства на радиоактивно загрязненных сельскохозяйственных землях в отдаленный после Чернобыльской катастрофы период» (пос. Мичуринский Брянской области, 1999); Всероссийской научной конференции «Растение и почва. Проблемы агрохимии, агрофизики, и фитофизиологии» (Санкт-Петербург, 1999); Международной конференции «Радиоактивность при ядерных взрывах и авариях» (Москва, 2000); научно-практической конференции «Роль творческого наследия В.М. Клечковского в решении современных проблем сельскохозяйственной радиологии» (Москва, 2000); научно-практической конференции «Медико-психологические, радиоэкологические и социально-экономические аспекты ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС в Калужской области» (Калуга, 2001); IV съезде по радиационным исследованиям: (радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность) (Москва, 2001); Международном конгрессе «ECORAD 2001: The radioecology-ecotoxicology of continental and estuarine environments» (Франция, 2001); VIII Российской научной конференции «Радиационная защита и радиационная безопасность в ядерных технологиях» (Обнинск, 2002); Международном научном семинаре «Радиоэкология Чернобыльской зоны отчуждения» (Украина, 2002); III Съезде по радиационным исследованиям (радиобиология и радиоэкология) (Украина,
2003); Международной конференции «Экологическая и информационная безопасность ЭКОИНФО-2003» (Москва, 2003); II Всероссийской научно-практической конференции «Химическое загрязнение среды обитания и проблемы экологической реабилитации нарушенных экосистем» (Пенза,
2004); Международной научно-практической конференции «Производство экологически безопасной продукции растениеводства и животноводства» (Брянск, 2004); Международном симпозиуме «Комплексная безопасность России - исследования, управление, опыт» (Москва, 2004); научно-практической конференции «Актуальные вопросы радиационной гигиены» (Санкт-Петербург, 2004); 6-ой Международной научной конференции «Экология Человека и Природа» (Москва-Плес, 2004); Международном конгрессе «ECORAD 2004: The scientific basis for environmental protection against radioactivity » (Франция, 2004); научно-практической конференции «Экология предприятий, жилья и окружающей среды» (Обнинск, 2004); Международном симпозиуме «Fate and Impact of Persistent Pollutants in Agroecosystems» (Польша, 2005); X Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы регулирования природной и техногенной безопасности в XXI веке» (Москва, 2005); 5-ой Международной научной конференции «Сахаровские чтения 2005 года: экологические проблемы XXI века» (Минск, 2005); 2-ой Международной конференции по радиоактивности в окружающей среде (Франция, 2005); Международном симпозиуме «Current Developments in Remediation of Contaminated Lands» (Польша, 2005); Международной конференции «Радиоактивность после ядерных взрывов и аварий» (Москва, 2005); Всероссийской конференции
Экспериментальная информация в почвоведении: теория и пути стандартизации» (Москва, 2005); V съезде по радиационным исследованиям: радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность (Москва, 2006); 3-ей Международной конференции «Metals in the Environment» (Литва,
2006); втором Европейском конгрессе по радиационной защите «Radiation protection: From knowledge to action» (Франция, 2006); Всероссийской школе-конференции «Экологический менеджмент и рациональное развитие туризма, рекреации и спорта на особо охраняемых природных территориях» (Сочи, 2006); Международном научном семинаре «Радиоэкология чернобыльской зоны» (Украина, 2006); П-й открытой Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Молодежь и наука XXI века» (Ульяновск, 2007); IV региональной научной конференции «Техногенные системы и экологический риск» (Обнинск, 2007); Всероссийской конференции молодых ученых «Экология в современном мире: взгляд научной молодежи» (Улан-Удэ, 2007); Международной научно-практической конференции «Система дистанционного консультирования и информирования населения территорий России и Беларуси, подвергшихся загрязнению радионуклидами вследствие аварии на ЧАЭС» (Дубна,
2007); I Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Фундаментальные достижения в почвоведении, экологии, сельском хозяйстве на пути к инновациям» (Москва, 2007); V региональной научной конференции «Техногенные системы и экологический риск» (Обнинск, 2008); конференции «Ориентированные фундаментальные исследования и их реализация в АПК России» (Санкт-Петербург, 2008); Международной конференции по• радиоэкологии и радиоактивности в: окружающей среде (Норвегия, 2008); IV Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные задачи математического моделирования и информационных технологий» (Сочи, 2008); XI международной молодежной конференции «Полярное сияние 2008. Ядерное будущее: технологии, безопасность и экология» (Санкт-Петербург, 2008); Международной конференции «Радиоэкология: итоги, современное состояние и перспективы» (Москва, 2008); Вторых чтениях, посвященных памяти В.И. Корогодина и В.А. Шевченко «Актуальные вопросы генетики, радиобиологии и радиоэкологии» (Дубна, 2009).
Диссертация апробирована на межлабораторном научном семинаре ГНУ ВНИИСХРАЭ 28 мая 2009 г.
Публикация работ. Основные результаты исследований опубликованы в 85 печатных работах, включая 25 статей в рецензируемых российских и зарубежных научных журналах, а также публикации в сборниках трудов и тезисов докладов на российских и зарубежных конференциях. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти