Анотація до роботи:

Матвєєва І. В. Моделювання радіоекологічних процесів методом камерних моделей при оцінці екологічного стану локальних екосистем. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.01. – екологічна безпека. – Національний авіаційний університет, Київ, 2007.

У дисертації розглянуто результати аналізу потоків радіонуклідів цезію-137 на прикладі села Галузія Волинської області та села, що забруднене стронцієм-90 (село Коцюбинчики у Тернопільській області). Аналіз зроблено модифікованих нами методом камерних моделей. Були створені блок-схеми екосистем, та розроблені математичні моделі за методом камерних моделей. Це дозволило оцінити шляхи формування дозових навантажень внутрішнього опромінення за рахунок продуктів харчування для різних верств населення – працюючих, пенсіонерів та дітей – і спрогнозувати динаміку цих навантажень у подальші роки після аварії на Чорнобильській АЕС. Встановлено, що дозові навантаження у цих селах формуються по-різному в залежності від радіонукліду, структури пасовищ та рівнів їх забруднення.

В результаті роботи створено модель системного типу радіологічного дослідження локальних екосистем населених пунктів, що охоплює основні ланки: ґрунти, сіно, корови, молоко, лісові продукти, людей.

1. В роботі розроблено та вперше застосовано модифікований метод камерних моделей, у якому використано параметри-швидкості переходу радіонуклідів між камерами екосистеми, а не швидкості переходу, розраховані на одиницю ваги або об’єму. Цей підхід дозволяє здійснювати загальну системну оцінку стану потоків радіонуклідів та прогнозувати їх динаміку.

2. Створено системний тип радіологічного дослідження населених пунктів, який охоплює основні ланки: ґрунти, сіно, корови, молоко, лісові продукти, людей. Показано, що для досліджуваної території України (на прикладі агроекосистем с. Галузія та с. Коцюбинчики) є три основні потоки надходження радіонуклідів Cs-137 та Sr-90 до людини. Перший з них – через урочища (пасовища та сіножаті), рослинність яких є кормовою базою для молочної і м’ясної худоби. Він становить близько 70–80 % загальної дози для жителів цих населених пунктів. Другий – присадибна ділянка (город), він складає близько 10–20 % від загальної дози. Третій потік – надходження радіонуклідів через лісові продукти (гриби та ягоди), що становить біля 10 % від загальної колективної дози (характерний для с. Галузія).

3. Розроблено та проаналізовано камерні моделі реальних екосистем села Галузія Маневицького району Волинської області та села Коцюбинчики Чортківського району Тернопільської області, що зазнали впливу аварії на Чорнобильській АЕС. В моделях враховані всі основні потоки радіонуклідів цезію-137 та стронцію-90. Блок-схеми для камерних моделей включають всі основні пасовища. До блок-схем, там де це необхідно, включені також потоки радіонуклідів від лісових продуктів (гриби та ягоди), а також – від використання городньої продукції.

4. У результаті моделювання отримано оцінки та прогноз очікуваного забруднення радіонуклідами Cs-137 та Sr-90 продуктів харчування людей (молока та м’яса), що відображено у значеннях колективних дозових навантажень для людей.

5. За результатами моделювання визначено, що у селищах типу Галузія, помітні дозові навантаження сформувались не одразу після аварії, а тільки у 1992– 1994 роках. Зараз, через 20 років після аварії на ЧАЕС, у людей формуються дози опромінення від цезію-137: від 40 до 80 людино-зіверт. На даних територіях є великий внесок у колективну дозу лісової складової. Для селищ типу Галузія характерне помітне накопичення колективної дози для населення протягом 30– 40 років після аварії, що становитиме біля 1 % від запасу радіонуклідів цезію-137 в даній екосистемі.

6. Для селищ типу Коцюбинчики, де домінує забруднення стронцієм-90 та відсутня лісова складова колективної дози, формуються незначні дози опромінення у перші десятиліття після аварії на ЧАЕС: через 20 років колективна доза становить 0,3–0,5 людино-зіверт. Накопичення певної дози у с. Коцюбинчики на 40-й рік після аварії очікується незначне, не перевищуватиме 0,1 % від запасу радіонукліду стронцію-90 в даній екосистемі. Але з часом тут можна чекати досить стрімкого накопичення колективної дози. У результаті досліджень виявлено закономірність невпинного збільшення колективної дози у селах зі стронцієвим забрудненням. Це означає, що екосистеми такого типу з часом можуть стати небезпечними.

7. Встановлено за даними моделювання та верифіковано за даними натурного дослідження обласної СЕС, що значна частина колективної дози не формується локально в даних селах, а експортується на інші території через вивіз молока, м’яса і лісових продуктів. Таке явище експорту колективної дози за межі сіл є загальною характеристикою для всієї території України. Отримані результати свідчать, що екологічна безпека даної території може бути досягнута лише за умов використання системи захисних контрзаходів.

8. Запропоновано модифіковану камерну модель, придатну для моделювання практично будь-якого типу локальних екосистем, характерних для території України, яка може бути використана для оцінки, контролю і прогнозу їх екологічного стану як для радіонуклідного забруднення, так і для інших полютантів агроекосистем.

Публікації автора:

1. Моделювання радіоекологічних процесів методом камерних моделей на прикладі села у Волинській області / І. В. Матвєєва, В. Р. Заїтов, Ю. О. Кутлахмедов [та ін.] // Вісник Національного авіаційного університету. – 2005. – № 3. – С. 173–176.

2. Особливості радіоекологічних процесів у селі Тернопільської області, оцінених за методом камерних моделей / І. В. Матвєєва, Ю. О. Кутлахмедов, В. М. Ісаєнко [та ін.] // Вісник Національного авіаційного університету. – 2006. – № 2. – С. 126–128.

3. Порівняння радіоекологічних процесів на прикладі сіл, забруднених Cs-137 та Sr-90 оцінених за методом камерних моделей / І. В. Матвєєва, Ю. О. Кутлахмедов, В. М. Ісаєнко [та ін.] // Ядерна фізика та енергетика. Національна Академія наук України. Інститут ядерних досліджень. – 2006. – № 2 (18). – С. 93–98.

4. Пат. 31886 Україна, МПК G 06 Q 50/00. Спосіб визначення параметрів стану екологічної безпеки екосистеми / Кутлахмедов Ю. О., Криворотько В. Н., Родіна В. В., Матвєєва І. В., Петрусенко В. П., Галяткіна Т. М., Тихенко О. М. (Україна); власник Національний авіаційний університет, Інститут міського господарства. – № u 2007 14048; заявл. 14.12.2007; опубл. 25.04.2008, Бюлетень № 8 (2008). – 2 с.

5. Моделирование радиоэкологических процессов методом камерных моделей при оценке экологической безопасности на примере сел в Волынской области / И. В. Матвеева, О. М. Тихенко, Ю. А. Кутлахмедов [и др.] // Биологические эффекты малых доз ионизирующей радиации и радиоактивное загрязнение среды : труды (тезисы) междунар. конф. – Сыктывкар : РАН, Уральское отделение, Коми научный центр, Институт биологии, 2006. – С. 45–46.

6. Матвєєва І. В. Порівняння радіоекологічних характеристик безпеки територій України методом камерних моделей / І. В. Матвєєва, Ю. О. Кутлахмедов, В. М. Криворотько // Політ : VI міжнарод. наук. конф. студентів та молодих учених. – К. : НАУ, 2006. – С. 289.

7. Матвєєва І. В. Оцінка радіаційної та екологічної безпеки різних агроекосистем України методом камерних моделей / І. В. Матвєєва, Ю. О. Кутлахмедов // Екологічні проблеми регіонів України : VIII Всеукр. наук. конф. студентів, магістрів і аспірантів. – Одеса, 2006. – С. 162-163.

8. Matveeva I. V. Development and application of the modified method of box models in radioecology / I. V. Matveeva, V. P. Petrusenko, Yu. A. Kutlakhmedov // Biodiversity. Ecology. Adaptation. Evolution : proceedings of III international young scientists conference, 15-18 May, 2007. – Оdessa, 2007. – Р. 258-259.

9. Особливості радіоекологічних процесів на прикладі сіл, забруднених Cs-137 та Sr-90, оцінених за методом камерних моделей / І. В. Матвєєва Ю. О. Кутлахмедов, В. М. Ісаєнко [та ін.] // Екологічна безпека техногенно перевантажених регіонів та раціональне використання надр : міжнар. наук.-практ. конф., 4-8 червня, 2007. – Коктебель, 2007. – С. 146-149.

10. Применение теории радиоемкости и камерных моделей при исследовании разного типа экосистем / Ю. А. Кутлахмедов, Н. В. Родина, И. В. Матвеева [и др.] // VІІ Міжнародні Новорічні читання : зб. наук. праць, випуск 7, 21–22 грудня 2007 / під ред. С. В. Гетманцева. – Миколаїв : МДУ ім. В. О. Сухомлинського, 2007. – С. 195–198.