CC BY
13
УДК 004.422.8
КОМПЬЮТЕРНАЯ ПРОГРАММА ДЛЯ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕАБИЛИТАЦИОННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ НА СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДЬЯХ, ПОДВЕРГШИХСЯ РАДИОАКТИВНОМУ ЗАГРЯЗНЕНИЮ
В.В. Иванов, к.ф.-м.н., С.И. Спиридонов, д.б.н., В.Э. Куртмулаева
ВНИИ радиологии и агроэкологии, e-mail: [email protected]
Разработана компьютерная программа для поддержки принятия решений по ведению растениеводства на радиоактивно загрязненных территориях. Программа предназначена для оценки эффективности мероприятий, обеспечивающих снижение накопления радионуклидов в растениеводческой продукции. Оценка осуществляется на основе совокупности радиологических и экономических критериев. Приведены результаты расчетов для тестового хозяйства, расположенного на территории Брянской области, подвергшейся радиоактивному загрязнению после аварии на Чернобыльской АЭС.
Ключевые слова: авария на Чернобыльской АЭС, радиоактивное загрязнение, сельскохозяйственные угодья, реабилитационные мероприятия, компьютерная программа.
COMPUTER CODE FOR EFFICIENCY ASSESSMENT OF REHABILITATION ACTIONS ON RADIOACTIVELY CONTAMINATED AGRICULTURAL LANDS
PhD. V.V. Ivanov, Dr. Sci. S.I. Spiridonov, V.E. Kurtmulaeva
All Russian Scientific-Research Institute of Radiology and Agroecology, e-mail: [email protected]
Program code for decision-making support on plant cultivation management on radioactively contaminated areas was developed. The program is designed for assessment of the efficiency of actions that provide the reduction of radionuclide accumulation in crop products. The assessment is made on basis of a set of radiological and economic criteria. The results of calculations for test farmstead situated on the territory of Bryansk region contaminated after the Chernobyl accident are given.
Keywords: Chernobyl accident, radioactive contamination, agricultural lands, rehabilitation actions, computer code.
Радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных угодий после аварии на Чернобыльской АЭС обусловило необходимость разработки мероприятий, снижающих накопление радионуклидов в аг-ропродукции [1, 2]. Реабилитационные мероприятия, с одной стороны, позволяют получать продукцию, отвечающую санитарно-гигиеническим нормативам [3], а, с другой, - обеспечивают сохранение плодородия почв и повышение продуктивности агроценозов.
Оценку эффективности реабилитационных мероприятий с учетом совокупности разноплановых факторов и особенностей загрязненных территорий целесообразно выполнять на основе компьютерных программ. В конечном счете, реабилитационное планирование должно опираться на количественный модельный анализ и основываться на специализированных системах поддержки принятия решений [2, 4, 5]. Компонентом подобной системы является компьютерная программа, разработанная для оценки эффективности мероприятий по снижению содержания радионуклидов в продукции растениеводства в хозяйствах Брянской области, тер-
ритория которых подверглась чернобыльским выпадениям.
Это программное средство позволяет всесторонне оценивать возможности применения реабилитационных мероприятий, наиболее эффективных с точки зрения снижения перехода 137С8 в растениеводческую продукцию. Разработанная компьютерная программа может быть использована: для анализа текущей радиологической ситуации и определения растениеводческой продукции, которая не соответствует нормативам; для моделирования реабилитационных мероприятий с учетом их радиологической эффективности, потребности в материальных ресурсах и финансовых затратах.
В состав компьютерной программы, разработанной на языке АиШЙ, входит база данных (БД), включающая необходимую для вычислений информацию. К числу показателей, содержащихся в БД, относятся параметры перехода и накопления 137С8 в звеньях сельскохозяйственных цепочек и характеристики реабилитационных мероприятий. К таким характеристикам относятся кратности снижения содержания 137С8 в растениеводческой продукции в ре-
Радиологическая эффективность применения агрохимических мероприятий __под зерновые культуры и картофель_
Краткое название Культура Описание мероприятия Кратность снижения
Группа почв
песчаные суглинистые глинистые торфяные
З + СТ Зерновые Стандартные дозы минеральных удобрений - КбоРбоКбо 1,о 1,0 1,0 1,0
З + ПК - Повышенные дозы калийных удобрений - КбоРбоК120 1,7 1,5 1,5 2,0
З + ИПК - Комплексное внесение минеральных удобрений и мелиорантов - КбоРбоК12о + СаСОз, 3 т/га 2,4 2,0 Не применяется 3,0
К + СТ Картофель Стандартные дозы минеральных удобрений - ^оРэоКэо 1,о 1,0 1,0 1,0
К + ПК - Повышенные дозы калийных удобрений - КэоРэоК^о 1,5 1,5 1,3 2,0
К+УО Комплексное внесение минеральных и органических удобрений - КэоРэоКэо + навоз, 40 т/га 2,о 2,0 1,7 Не применяется
К+ПКО Комплексное внесение минеральных и органических удобрений - ^оРдоК™ + навоз, 40 т/га 2,6 2,3 2,0 Не применяется
зультате применения мероприятий и стоимость их реализации. В текущую версию программы включены данные по мероприятиям для зерновых культур и картофеля (табл.). Структура БД разработана с учетом принятой в международных документах радиоэкологической классификации почв. Оценка текущей ситуации в рассматриваемом хозяйстве и прогноз эффективности реабилитационных мероприятий основаны на совокупности радиологических и экономических критериев:
- риск превышения нормативов содержания радионуклидов в продукции;
- предотвращенная коллективная доза (разница между коллективными дозами до и после применения мероприятия);
- затраты на проведение мероприятия;
- отношение величины предотвращенной дозы к затратам на проведение мероприятия («стоимость предотвращенной дозы»).
Для каждого мероприятия и вида продукции растениеводства вычисляется концентрация радионуклидов в продукции, величина коллективной дозы и материальные затраты. Информация о предотвращенной дозе, отнесенной к затратам, позволяет выбирать мероприятия на основе радиологического и экономического подходов. При расчете рисков превышения санитарно-гигиенических нормативов учитывается важный аспект, касающийся вероятностной оценки загрязнения агропродукции [6].
Компьютерная программа обеспечивает пользователя следующей информацией: картосхемы структуры землепользования хозяйств; таблицы, включающие совокупность количественных значений упомянутых выше критериев для каждого рассматриваемого хозяйства.
Главное управляющее окно программы пред-
ставлено на рисунке 1. На левой панели представлена иерархия районов и хозяйств области Брянской области, территория которых подверглась радиоактивному загрязнению после аварии на Чернобыльской АЭС.
После выбора конкретного хозяйства, например, СПК «Увелье» Красногорского района, в правой части отображается карта хозяйства (рис. 2). В списке условных обозначений указана индикация населенных пунктов, лесов, водоемов и других угодий. В структуре землепользования хозяйства представлены поля, каждое из которых может быть отведено для выращивания отдельной сельскохозяйственной культуры.
На примере указанного хозяйства проведены расчеты эффективности применения реабилитационных мероприятий для зерновых культур. При этом рассматривались различные варианты применения мероприятий и вариант, соответствующий стандартным технологиям (таблица). Применение различных технологий характеризуется набором показателей, включающих среднюю концентрацию 137С8 в продукции до и после проведения реабилитационных мероприятий; риск превышения норматива; предотвращенную коллективную дозу; ее стоимость; объем производства продукции.
Анализ результатов расчета показывает, что в отсутствие реабилитационных мероприятий риск превышения норматива содержания 137С8 в овсе (зерно) составляет 0,257. Следует подчеркнуть, что при этом уровне риска средняя концентрация 137С8 в рассматриваемом виде растениеводческой продукции (43 Бк/кг) ниже допустимого уровня (60 Бк/кг). В результате внесения повышенных доз калийных удобрений (мероприятие З + ПК в таблице) значение риска снижается до нуля.
Рис. 2. Картосхема СПК «Увелье» Красногорского района Брянской области
Рис. 1. Главное управляющее окно компьютерной программы
Применение более затратного мероприятия, связанного с комплексным внесением минеральных удобрений и мелиорантов (мероприятие З + ИПК в таблице), в рассматриваемом случае не является необходимым. При этом значения коллективных доз, формируемых после применения этих мероприятий, являются практически одинаковыми. Это связано с тем, что снижение концентрации 137С8 в продукции (с 25,5 до 18,1 Бк/кг) при применении
мероприятия З + ИПК, по сравнению с мероприятием З+ПК, компенсируется увеличением ее объема (с 10 до 14 т).
Специфика настоящей версии разработанной программы заключается в том, что она может быть установлена на персональном компьютере с использованием различных операционных систем - Microsoft Windows 2000/XP/Vista/7. К настоящему времени программа включает характеристики хозяйств Брян-
ской области. Предусмотрена возможность дальнейшего «информационного насыщения» базы данных, входящей в состав программы. Созданное программное средство представляет собой модуль «Растениеводство», который можно рассматривать в качестве компонента комплексной системы поддержки принятия решений, в рамках которой будут присутствовать модули «Кормопроизводство» и «Животноводство». В то же время, разработанный модуль можно рассматривать как отдельное программное средство, пригодное для практических оценок.
Таким образом, в результате проведенных исследований разработана компьютерная программа для оценки эффективности реабилитационных мероприятий в хозяйствах, находящихся на радиоактивно-загрязненных сельскохозяйственных землях. Выполнены демонстрационные расчеты эффективности применения реабилитационных мероприятий в тестовом хозяйстве, расположенном на территории Брянской области, подвергшейся радиоактивному загрязнению в результате аварии на Чернобыльской АЭС.
Литература
1. Фесенко С.В., Санжарова Н.И., Алексахин Р.М. Оценка эффективности защитных мероприятий в отдаленный период после аварии на Чернобыльской АЭС // Радиационная Биология. Радиоэкология, 1998, т. 38, вып. 2. - С. 256-266.
2. Remediation of Contaminated Environments / Eds. G. Voigt and S. Fesenko. Elsevier, 2009. - 477 p.
3. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. СанПиН 2.3.2.1078-01. - М. : Минздрав РФ, 2001. - 164 с.
4. Yatsalo B.I. Decision Support System for Risk Based Land Management and Rehabilitation of Radioactively Contaminated Territories: PRANA approach // Int. J. Emergency Management, Vol. 4, № 3, 2007. - Р. 504-523.
5. Сотникова Н.А., Панов А.В., Курбаков Д.Н. База данных по технологиям ведения растениеводства на радиаци-онно загрязненных территориях, составленная по результатам научных исследований // Агрохимический вестник, 2015, № 2. - С. 15-18.
6. Спиридонов С.И., Иванов В.В. Вероятностная оценка накопления радионуклидов в сельскохозяйственной продукции и допустимых уровней радиоактивного загрязнения почв // Радиационная биология. Радиоэкология, 2013, т. 53, № 1. - С. 95-103.
УДК 631.438:577.34(470.312)
ЛИКВИДАЦИЯ ПОСЛЕДСТВИЙ ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АВАРИИ В АПК ТУЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ
М.М. Саидов, В.В. Афанасьева, Л.П. Рыбина
Центр химизации и сельскохозяйственной радиологии «Тульский», e-mail: [email protected]
30 лет прошло после аварии на Чернобыльской АЭС, вследствие которой радиационное загрязнение охватило некоторые районы Тульской области. За прошедшие годы разработана система радиационно-экологической реабилитации загрязненных сельскохозяйственных угодий, включающая организационные, агротехнические и агрохимические мероприятия, которые обеспечивают многократное снижение поступления радионуклидов в сельскохозяйственную продукцию. Установлены дозы радионуклидов и размеры загрязненных территорий, определены критерии и уровни загрязненных почв. На 11 почвенных разрезах ведут наблюдения за вертикальной миграцией цезия.
Ключевые слова: радиоактивное загрязнение, гамма-фон, качество продукции, реабилитационные мероприятия, Тульская область.
CHERNOBYL ACCIDENT CONSEQUENCES LIQUIDATION IN AGRICULTURAL COMPLEX OF TULA REGION
M.M. Saidov, G.A. Novikova, E.M. Molchanova
State Center for Agrochemistry and Radiology «Tul'skiy», e-mail: [email protected]
30 years have passed since the Chernobyl accident, as a result of which the radioactive contamination struck parts of the Tula region. Over the years, we developed a system of radiation-ecological rehabilitation ofpolluted agricultural land, including organizational, agrotechnical and agrochemical measures that provide multiple reduction of radionuclides in agricultural products. Installed dose of radionuclides and size of contaminated territories, the criteria and levels of contaminated soils. On 11 soil profiles have been observing the vertical migration of cesium.
Keywords: radiation pollution, gamma-background, production quality, rehabilitation activity, Tula region.
