WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 12 |

На правахрукописи

СМАГИН АНДРЕЙИВАНОВИЧ

ЭКОЛОГИЯ ВОДОЕМОВ ЗОНЫТЕХНОГЕННОЙ

РАДИАЦИОННОЙ АНОМАЛИИНА ЮЖНОМ УРАЛЕ

03. 00. 16 - Экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соисканиеученой степени

доктора биологическихнаук

Пермь – 2008

Работа выполнена наОпытной научно – исследовательской станции,

Центральной заводскойлаборатории «ФГУП ПО «МАЯК»

Федерального агентстваРосатом и в

Отделе континентальнойрадиоэкологии

Института экологиирастений и животных УрО РАН

Научныйконсультант:

докторбиологических наук,

заслуженный экологРФ

Трапезников АлександрВикторович

Официальныеоппоненты:

доктор биологическихнаук

Пряхин ЕвгенийАлександрович

доктор биологическихнаук, профессор

Донник ИринаМихайловна

доктор биологическихнаук, профессор

Зиновьев ЕвгенийАлександрович

Ведущая организация: Институтэкологии и эволюции им. А.Н. СеверцоваРАН

Защита состоится 18сентября 2008 г. в 13 часов 30 минут назаседании
Диссертационного совета Д 212. 189. 02при Пермском государственном

университете по адресу:614990 г. Пермь, ГСП, ул. Букирева, 15,

факс (342) 2371611; е-mail:novoselova@psu.ru

С диссертацией можноознакомиться в библиотеке Пермскогогосударственного университета

Автореферат разослан«____»___________2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,

докторбиологических наук, доцент

Новоселова Л.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКАРАБОТЫ

Актуальностьпроблемы. Развитиецивилизации предполагает увеличениепотребления энергетических ресурсов.Проблема энерговооруженности обществанепосредственно связана с проблемойглобального загрязнения окружающей среды.В начале прошлого столетия В.И. Вернадскийотмечал, что воздействие человеческогообщества становится в биосфереединственным, в своем роде, агентом,могущество которого растет с ходом временисо все увеличивающейся скоростью иизменяет структуру самих основ биосферы(Вернадский, 1940). Современная энергетика,основанная на сжигании органическоготоплива, запасы которого ограничены, неимеет будущего и создает очень многопроблем (Месяц, Прохоров, 2004). Вклад в общийэнергетический баланс альтернативныхисточников энергии не будет превышатьнескольких процентов даже в далекомбудущем. Перспективы термоядернойэнергетики туманны, поэтому основойбольшой энергетики в ближайшее времяявляется ядерная энергетика, при условии,что она избавится от недостатков, присущихей в настоящем виде (Аврорин, 2002). Одной изосновных опасностей, с которой столкнулосьчеловечество при использовании энергииделения ядера, является проблемазагрязнения биосферы радионуклидами(Алексахин, 1982; Соколов, Ильенко, 1978;Алексахин и др, 1993; Крупные радиационныеаварии….2001; Рябов, 2004; Трапезников 2005; и др.).В то же время многочисленнымиисследованиями доказано, что производствоэнергии на атомных электростанциях,работающих в штатном режиме, наноситгораздо меньший ущерб окружающей среде посравнению с тепловыми станциями (Ядернаяэнергия……., 1981; Крышев и др., 2001).

Производство энергии ипродуктов ядерного синтеза напредприятиях атомной промышленностиотличается высоким потреблением водныхресурсов. Водоемы, используемые втехнологическом цикле, служат не толькоисточником воды для нужд производства, но иместом сброса радиоактивных и другихжидких отходов. Максимальные уровнирадиоактивного загрязнения промышленныхводоемов в нашей стране и, вероятно, во всеммире, имеют технологические водоемыПроизводственного объединения «МАЯК»(Комбинат 817) - первого в нашей странепромышленного комплекса по наработкеоружейного плутония, начавшего работать виюне 1948 г. на севере Челябинской области.Радиоактивное загрязнение значительныхтерриторий в районе расположенияпредприятия обусловлено несколькимирадиационными инцидентами, произошедшимив первые десятилетия работы производства.Сбросы жидких радиоактивных отходов (ЖРО),проводившиеся с 1948 по 1952 г. в р. Теча,привели к загрязнению русла реки ипойменных ландшафтов. Всего в открытуюгидрографическую сеть поступило ~8,8·1016Бк (2,78 МКи)радионуклидов. В 1957 г. химический взрывемкости - хранилища радиоактивных отходовпривел к выбросу в атмосферу около7,4·1017Бк (20 МКи)радионуклидов. Около 90% радиоактивныхвеществ выпало в районе промышленнойплощадки ПО «МАЯК», а приблизительно7,4·1016Бк (2 МКи)было вынесено за её пределы в видеВосточно-Уральского радиоактивного следа(ВУРСа), протянувшегося неширокой полосойна сотни километров на северо-восток отместа аварии. В 1967 г. в результате ветровогоуноса подсохших радиоактивных илов собнажившегося дна на мелководьях оз.Карачай (В-9) в окружающую среду поступилооколо 2,2·1014Бк (6кКи) радионуклидов.

В результатерадиационных инцидентов на ПО «Маяк» врайоне расположения предприятиясформировалась техногеннаярадионуклидная геохимическая аномалия.Радиоактивному загрязнению подверглисьмногочисленные озера, расположенные в зоневоздействия предприятия. Максимальныеуровни радиоактивного загрязнения имеюттехнологические водоемы - хранилищаотходов.

Последствиямноголетнего (40-60 лет) воздействиярадиационного и других антропогенныхфакторов на водные экосистемынедостаточно изучены до настоящеговремени.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

Комплексный анализэкологического состояния водных экосистемв зоне техногенной радионуклиднойаномалии на Южном Урале, определениевоздействий, в наибольшей степени влияющихна состояние гидроценозов, разработкареабилитационных мероприятий и подходов кдальнейшему рациональному использованиюводоемов, загрязненныхрадионуклидами.

Основные задачиисследования:

1. Изучить основныегидрологические показатели и особенностигидрохимического режима водоемов в зонетехногенной радионуклидной аномалии наЮжном Урале;

2. Оценить кумулятивныйзапас радиоактивных веществ в водныхэкосистемах;

3. Определить уровнирадиоактивного загрязнения воды, донныхотложений и представителей биоты водоемов,а также уровни воздействия радиационного инерадиационных факторов на представителейбиоты;

4. Исследовать феноменмноголетней устойчивости биоценозов кмногофакторному антропогенномувоздействию;

5. Оценить рискдеградации изученных экосистемтехнологических водоемов, степень ихопасности для человека и разработатьметоды дальнейшего рациональногоиспользования водных объектов иконсервации хранилищ радиоактивныхотходов.

Научная новизнаисследования.

В результатевыполненных многолетних комплексныхисследований общего экологического ирадиоэкологического состояния водоемов взоне радиационного воздействия ПО "МАЯК"впервые:

1) собраны,систематизированы и проанализированыданные о динамике гидрохимического ирадиационного режимов промышленныхводоёмов за период эксплуатации (40-60 лет), атакже других водоемов, расположенных взоне воздействия;

2) оценены кумулятивныезапасы радионуклидов в водоёмах, плотностизагрязнения грунтов и их пространственноераспределение;

3) рассчитаны иэкспериментально оценены с помощьюдозиметров различных конструкцийпоглощенные дозы на гидробионтов отвнешних и внутренних источниковрадиоактивного облучения;

4) исследованосостояние гидробионтов (рыб,фитопланктона, водной растительности),испытывающих различные уровниантропогенной нагрузки, по рядубиологических, ихтиологических игенетических параметров;

5) изучена степеньвоздействия на отдельных представителейбиоты радиационных и нерадиационныхфакторов;

6) полученыэкологическая и токсикологическаяхарактеристики исследованных водныхэкосистем;

7) выявлены взаимосвязидинамики фитопланктона в водоеме–охладителе сабиотическими факторами среды(температура, радиоактивное загрязнение,гидрохимические параметры);

8) показано, что послеснижения тепловой нагрузки на экосистемуводоема произошло изменение состававедущих групп фитопланктона, биомассазеленых водорослей выросла в 2-3 раза, асинезеленых снизилась в 1,5 раза ;

9) разработанаклассификация водоемов по уровнямвоздействия.

Практическаяценность.

Исследованиемноголетнего совместного воздействиятехногенных факторов различной природы нагидроценозы и отдельные структурыводоемов позволяет:

- прогнозироватьсостояние экосистем водоемов привозникновении аварийных сбросоврадионуклидов, химических растворов,хозяйстственных и бытовых стоков;

- предложитьнеобходимые меры реабилитации на водоемах,длительное время эксплуатирующихсяпредприятиями атомнойпромышленности;

- прогнозироватьгиперпродуктивные периоды в развитиифитопланктона и заранее осуществлятьмероприятия по их предотвращению;

- разработатьэкологически обоснованные нормативысбросов радионуклидов в воднуюсреду;

- разработать и внедритьметодику ведения рыбного хозяйства присубпредельном воздействии радиационного,химического и теплового факторов;

- результатыдиссертационного исследованияиспользуются при подготовке студентов вГосударственных образовательныхучреждениях высшего профессиональногообразования: Челябинском государственномпедагогическом университете, Уральскомгосударственном педагогическомуниверситете, Озерском технологическоминституте (филиале) Московского инженерно– физическогоинститута (государственного университета),Уральском государственном университетепутей сообщения.

Положения, выносимые назащиту:

1. Согласно предложеннойнами классификации, водоемы, расположенныев зоне радиационной аномалии на ЮжномУрале, по уровням техногенной нагрузкиможно разделены на три группы:

а) водоем-охладительреакторного производства ПО «МАЯК» оз.Кызыл-Таш (В-2) и гидротехническая системаТеченского каскада водохранилищ (ТКВ)– хранилищнизкоактивных радиоактивных и химическихотходов радиохимического производства(водоемы В-3, В-4, В-10, и В-11), левобережныйобводной канал и правобережный обводнойканал (ЛБК и ПБК).

б) водоемы,расположенные в головной части ВУРСа,загрязнение которых обусловлено авариями1957 г. и 1967 г. (озера - Бердениш, Урускуль,Кажакуль, Алабуга);

в) условно "чистые"водоемы, расположенные в зоне воздействияпредприятия, радиоактивное загрязнениекоторых обусловлено авариями 1957 и
1967 гг., но уровни радиационноговоздействия на гидроценозы этих водоемов всотни и тысячи раз ниже, чем в водоемахгруппы а) и б).

2. Главным депо,аккумулирующим радиоактивные вещества,являются донные отложения и подстилающиегрунты, играющие в процессах миграциирадионуклидов геохимическую барьернуюроль. Скорость полуочищения воды водоемовв условиях установившегося динамическогоравновесия (90Srи 137Cs)составляет 6-10 лет и превышает таковую засчет периода физического распада внесколько раз. Процессы самоочищения водыпроисходят за счет перераспределениярадионуклидов в системе вода – донные отложения.Значительную роль в процессахсамоочищения воды гидроценозов рядаводоемов играет воднаярастительность.

3. Экспериментальнооцененные дозовые нагрузки на рыб,обитающих в
В-2 и В-10,формируются за счет инкорпорированных - излучателейи составляют не менее 2-3 Гр/год. Оцененные иявляются субпредельными для пресноводныхэкосистем. Совместное многолетнеевоздействие радиационных и химическихфакторов не вызвало необратимых измененийкак в популяциях рыб, обитающих втехнологических водоемах, так и на уровнеэкосистем. Мощность дозового воздействияна рыб, обитающих в водоемах головной частиоси ВУРСа (оз. Урускуль и оз. Бердениш), нижеэтой величины на порядок, а в контрольныхводоемах на периферии головной части осиВУРСа (оз. Алабуга и Кажакуль) на четырепорядка, в остальных водоемах районарадионуклидной аномалии на пятьпорядков.

4. Система хранениянизкоактивных и среднеактивных жидкихрадиоактивных отходов (ЖРО) в водоемах -хранилищах в течение 40-50 лет являетсядостаточно безопасной за счет барьернойгеохимической роли донных отложений иподстилающих грунтов, а обваловка береговскальным грунтом резко снижаетрассеивание радионуклидов в окружающихландшафтах. Предложенные реабилитационныемероприятия позволяют улучшитьэкологическое состояние водных экосистемпредприятий ЯТЦ. Разработана технологияведения рыбного хозяйства во всехобследованных водоемах, включаяпромышленные водоемы ПО «МАЯК».

Апробация работы.

Основные положения ирезультаты диссертационной работыдокладывались на заседанияхнаучно-технического совета ПО «МАЯК» инаучных конференциях: ежегодно нанаучно-техническом совете Опытной научно -исследовательской станции ПО "МАЯК" (в 1984,1985, 1986,1987, 1988 гг. п. Метлино), намежведомственной конференции ЦЗЛ, ФИБ-1,ОНИС, ПО "МАЯК" (в 1990 г., г. Озерск), на научныхсоветах Института биофизики МЗ СССР (в 1984,1987 и 1988 гг.,г. Озерск), на II Всесоюзнойконференции по сельскохозяйственнойрадиоэкологии (в 1990 г., г. Обнинск), на 2-ймеждународной конференции порадиобиологии (в 1994 г., г. Москва), намеждународной конференции "Биорад"
(в 2000 г., г. Сыктывкар), намежрегиональной конференции "Проблемыотдаленных эколого-генетическихпоследствий радиационных инцидентов:Тоцкий ядерный взрыв" (в 2000 г., г.Екатеринбург), на III, IX, X международныхэкологических симпозиумах "Урал атомный,Урал промышленный" в 1994, 2001, 2002 гг., г.Екатеринбург), на I и II региональныхконференциях " Адаптации биологическихсистем к естественным и экстремальнымфакторам среды" (в 2001 и 2002 гг., г. Челябинск),на II межотраслевой научно – техническойконференции "Охрана природы иэкологическая безопасность напредприятиях Минатома России" (в 2002 г., г.Саров), на II Международной конференции"Environment and Ecology of Siberia, the Far East, and the Arctic. October7-11, 2003 г., Tomsk, Russia" (EESFEA-2003), на Юбилейнойнаучной конференции, посвященной
50-летию создания Филиала № 1Института биофизики МЗ СССР 2003 г., г. Озерск(2 доклада), на Четвертой Российскойконференции по радиохимии"РАДИОХИМИЯ–2003" (в 2003 г., г. Озерск), на научно -техническом совете ФГУП ПО "МАЯК" в 2005 г.(доклад, утверждение темы и основныхположений диссертационной работы СмагинаА. И.), на межлабораторном семинарелаборатории радиационного мониторинга ПО«МАЯК» в 2005 г. и межлабораторном семинареотдела Континентальной радиоэкологииИЭРиЖ РАН в феврале 2008 г., г. ЗаречныйСвердловской обл., на III межрегиональнойконференции «Проблемы географии Урала исопредельных территорий» в мае 2008 г., г.Челябинск.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 12 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»