Введение к работе
Актуальность работы. Разрешение противоречий между обществом и природой а условиях прогрессирующего увеличения нагрузок на биосферу Земли возможно лишь за счет ведения хозяйственной деятельности на новых принципах, предусматриозющих достижение разумного компромисса мекду социальными и экономическими потребностями общества и возможностями биосферы удовлетворять их без угрозы для своего нормального функционирования. Особую остроту эта проблема приобрела для промышпенмо-развитых регионов, находящихся о зоне радиоактивного следа аварии на Чернобыльской АЭС, имеющих стойкое ухудшение показателей здоровья населения.
Поатому на случайно Правительством Российской Федерации принято Постянозлэние, в соответствии с которым Тульский регион олредрпен'о ка-чэстве экспериментального' полигона для отработки комплекса мероприятий по охране окружающей среды и здоровья населения России в условиях переходной экономики.
Такой подход соответствует концептуальным положениям, выработанном на Конференции Организации Объединенных Наций по устойчивому развитию, проведенной о Рмо-де-Жанегро в июне 1992 года, лсно показавшей, что нольэя больше рассматривать окружающую среду и социально-экономическое' развитие как изолированный области.
При этом доказано, что принцип sustainable development, который принято у наг. называть принципом устойчивого развития, может быть реализован только при налич.м адекватных математических моделей, позволяющих про-' гжэзироаать последствия принимаемых крупномасштабных решений и развитой системы локальных нору.атиено-прзеовых блсхоэ в природоохранительном законодательства страны, позволяющей' государственной системе управления субъектов Федерации адекватно .реагировать на прогнозные оценки.
Очевидно, что для территорий, находящихся в зоне следа аварии на Чернобыльской АЭС,- rife, прежде всего, математические модели миграции радионуклидов, по яхпяіощие прогнозировать радиоэкологическую ситуацию и комплексной локальное природоохранительное и природноресурсное законо-дательстао, рнптдионтирующее уровни экологических нагрузок и обеспечивающие экологически рациональное природопользование с учетом конкретной рэдиооколетичеи-'Ьй обстановки. '
Однако и током види проблема до сей поры не рассматривалась из-за ее сложности и ийдостшочного объема эмпирической информации. Созданная в России и в течение нескольких лет работающая система радиоэкологического мсниюринга, обесле^ппает необходимую базу данных, но новые теоретичз-скне положения, разевающие это проспективное научное направление охраны окружающей среды и рационального использовании природных ресурсов, в изложенном контексте отсутствуют. Поэтому тема диссертационной работы актуальна.
Диссертационная работа связана с исследованиями, выполненными в соответствии с Поста.чо»л%мііЛми Пряэитвльстра Российской Федерации "О проведении в Тульской области эксперимента по отработке экономических, организационных и правовых методоэ и мзхяниімое» зкологгічесхстю оздорс-
єлоііі'я ев территории и охраны здоровы, нсхклзьил" (9 декабря 1932г. N S46j и ""О программа оздоровления экологической": обстановки и охраны здороа&я населения Тульской области на 1933 - 1а38 гг. (2 августа 19S3 г. N732), страсле--с.-*й программами "Прогю."." (утверждена приказом N57(5 Государственного комитета Российской Федерации"по высшзму оораээзанмю or iS.0SP2r.), "Мосбасс" и "Экологически чистое горное производство".
Целью работы являлось устянерльнио нгоьи и уточнение существующих динэмичзских закономерностей формирования дозовы;: нагрузок населения; 'проживающего в зона радипактионого следа Чгрнобыльской .АЗС, для разріботкк методологии управления рад^эзкологкчэслой обстановки региона на осноеп адекватной нормативночтрзвовой локальной бази, регламентирующей экологически рациональное природопользование.
Яде'я .работы эзключээ.тся в том, что раэра&от.о методологи» управления радиоэкологической обстановкой лромышленно-разантого региона, находящегося з зоне радмозктиьисго загрязнения, основывается но локальном законе по охрэне окружающей срады и экологически рациональному природопользованию и детйрмичироэаниъ'ч моделях динамики миграции рпдир-нукі'/доь и формирования дозрвьк нагрузок, информационно связанных с п\-cr&vo?, государственного радисэ«оло;и -зскота мониторинга.
Основные т с о р к т и ч » с г, и о положен ч я, защищаемые ас-тороу.:
модедпрос.аниа ероціссоз П"рзноси радионуклидов у пстзх нзнаі-у-
шенчой структуры ссущзс"івлг.-1сл одномерные уравнением параОол.^асного
типа для лол/бескогйччого пространства с і(улепь:;..> начальную уедезії-м и
граничн: ;м услоаиом TpsTs-crc рода, а для поче нарушенной структуры - систе
мой уравнений, "учигь'еа;счцаи еыводог!'-:э рвд;!он/ил;!Дг> растительной f.'sccun,
уотсотррнный рздгеяетипныи распад и сербциенный оСімзн &:е;:<ду почгениим
рзсгворои и твердой фазоц; *
накопление и ;.!?,,'рогтсрінос ргущечулгыдаз с сел^с'охозлйстБан.-юп продукцией'в g.rpocnorev.a гиэдешр'уатся из осноао ко'ппартионтнэго подхода,
ПрИБОДЯЩСГО К СйСТІ'МО ДИффервНЦИа.ЛЬНЫЧ уризНіЗНіІІ' ДЛЯ ОПИСОИИ.Ч патолог
производства и обмена продукцией мой:/;/ сл*>,-;ьнт^-.!у! и уравнений снял: для
параметров состояния ьгрссистег,!ы; _
динамика выброса радона п.? угольны/, шалт нэ территории р а сеча гри-цаомого района модоппруетея комплексом матгматкч-дсімх моделей его массе-nsperidca d пористой средо, подземных 50д;к и воздушны* єан-нткционпь;;; потоках с учетом фактического рлепрэдопания урана v пределах шахтного поля;
изменение остаточного раднозетиаиого загрязнения территорий, находящихся в зоне радиоактивного следа, связано с еволісцицй полей концснтроими радионуклидов и и*, миграцией по трофичаск,ш целям и описывазттй пито-гродифферзнциапьньми соотношениями, параметры котошх информационно связаны сданными, оертикэлького распределения удельном активности печз;
. аффективная система государственного улрзалзніїя зкологичйс.;им состоянием промышленнэ-разеитого региона, располоя'энкого л зоне радиоактивного загрязнения, основывается нд локальном Закона, охватывающем природоохранительные v природнерэсурсныз разделы смело, нчуского права;
прогноз радиоэкологической ситуацій! и нерматдано-правоиое регулирование охраны окружающей среды на территории региона являются структур-.
ныгли элемента-ля комплекса программных средств региональной компьютерной сзти, реализующей информационную технологию упраалчния на уроонв субъекта Федерации.
Новизна разработанных теоретических поло ке-н и й заключается а сладующ?»,::
получены аналитический закономерности миграции "7Cs а почэах нарушенной и ненарушенной структур, отличающиеся тем, что динзмикл формирования р?ртикальных профилей концентраций радионуклида орисысаетс? с учетом информации о динамике удельной истинности почв по данным гос/дзр-сгогнной системы радиоэкологического мониторинга, и кинйтичаскиа параметры математических моделей оцєнигз'отся из решения обратных эздач:
предложена усооаршенстровчкнэя форма ксупас-тментной матемяти-ческой модели рьреносз радионуклидов о,трофических цэппх, позво.-.кчпмм прогнозировать динямику внутренних доз облучения;
докзгена целесообразность систэуы государственного управляй:"^ экологическим сестояни'зм прощ ч тенно-рпззитого рвмонэ, расположенного и зоне радиопхтианого загрязнения, с использованием локального закона, охг.г;-тызающего природоохранительный и пгироднорвсуренча рээдзлы экологического празэ;
установлены закономерности илилння внешних условий на среднюю скорость конвективного переноса радионуклидов, эффективный когффициянт диффузии м константу процесса ?/зс--аобі-/-еиз в почвах;
обоснованы структурно принципа „автоматизиропанной системы лро-пмозироеАнпя СГЗД нзсчлеш«п, адаптированные к региональной справочно-информацисн»рй систп»«е по контролю а а соблюдением природоохранительного законодательства.
Достоверность научных положений, выведса и рекомендаций подтверждается:
коррестной постанезкон задач исследований, обоснованным использо-еанкзк классических методов фиэнчяской химии, математической физики, математической статистико, теории сороягности и современных достижений вычислительной техники;
удовлетворительной сходимостью результатов прогноза-СГЗД с дзниы-' ми натурных наблюдений (в среднем отклонения не прввышзли 30%) и значительным объемом фактических данных, обработанных а ходо вычислительных гкеперимзнтоа (массиэы исходных данных превышали -1000 эявадзнтоа);
положительными экспертными заключениями и отзывами органов зако
нодательной и исполнительной власти субъеетоз Российской Федерации,
представителями юридических, пргэовых, природноросурсных и природо
охранных министерств и ведомств РФ по разработанному проекту лекально
го Згконэ "05 охране схруткзчдцей среды Тульской области и экологически чис
том -риродопользозании" ( проект Закона рассылался более чем в.400 адре-
сов); .*
удоалзгооритольными' результатами внедрения основных научных и
практических методических положений и положительными решениями- госу
дарственной патентной экспертизы.- - , .
Лрактическ о>е значение работы заключается в то^, что установленные закономерности миграции основных дозообразующих рэдио-нуклидоз "7Cs и радона во вмещающих средах и по трофическим связям и
реали."ййачиыч ь sivio ипит^цис-.иьых tecj<;sf:Ofl пооредсіьсьі npriicn-v,!'..^. программ, работающих о интерактивны;-; рс-кикьк, пойсиио.от доас-асркссть прогнозе срсднйгодовзд эффективной дозы населения к дают осз?й0>;;".сгїь предварительного иналша рэдиеохолагнчесузч e;try.oui;w из шм-рьгмн территории. На основа г.ригнознык оцечо* радиоэкологического состся.-юл is?^pv;vopK-w разработана методология нор'.«аті-ізмо-псг:ііОі.иго' упрае/івкил рзд.кізк-мк-іи-ческой сЪ'станоакой промьш.'ленкс-разеитого рігивн^. раатапсы-г^но» с son-", радиоактивного загрязнения, кэторээ осуществляется пигредотьс!;. poipaOo-танного W одобренного Тульской Думай яояалеизга Закона о'о охране с;р/;йгк-
ЩСЙ среди И ЭКОЛОГМЧвСЧИ ЧИСТОМ ПрИрОДОПОГ.йіООа.іИІ-',. ! ірОДПС.>І«»ІЬ.О СЛеСС-
бы спредилгнуп кинетическіи'пграмугруц переноси рзд-'онучявдз о гючесг: снижают трудоемкость исследований я оЗссл^изают.трейуемьм уромьл достоверности получаемой информации. (Лніздтиескоо соеспзчем-о їздіч прогноза дозозых нагрузок ориентировано на использозьнио сущ-зегзуюикй бззы дачных действующей систоады гесудйре) ценного рздио5.«лкг»чга.".о(о мониторинга и позволяет дапьнейщеэ ксггояысйуяио s?a d сзтв;.1йтизкрозам;'.-« информационных систем ах,
ІЗнодр'енио результатов исспьдооаний. Осноьиыо hj-учны-з и прзктичведаз регупьтеты дисст;ртацмз<<моЯ рг.сти, pacju-isouani-ifcio D езде комплекса tiporpaKivtHb'x с;>»д.—.. прьА'Шчлсяи рекомендаций и 4:сгк:>г-иых оценок, использован»! институтом гроЗлэк ?панг,и'.::сі Г'рнродопэль-зс::^-кия Минприроды РФ, фктрем п- зкелепщ К о'егопїсности іхизкедялтельнодм администрации Тупьстлй облает, сОластным цзнтром химизации ss сзльї:.;-козяйгтвениой-радиооиологии Тульским", а тода-:о мздицлпсжім цзнТрси г. Ол-бэнм (США). Способы опродзлзі-гля «1нэтичсс::ил пар^мьтроа'пер-згюса раді.о-иуклидоц а почсах, »:озі!іма которая подтсзр;да)!-э пояодалсльпим» рушаннями государствйиноЛ Патентной о.'.слорти.зы Рос«:-Ла<оГі іздсраціїч, и методические положения по оценка пердмотроа дмнзмм;: иймляс-иил рблиомуй»;-fiOd о растительной масса внедрзкы ь практическую и нгучкую дзятилэносто специалигирооанных лабораторий ТулҐУ: Прздложанныа структура и-фунхци.з-нальмые схеми йзте-мьтши^озаккей сютамы прогнозной щеиха їколсгйчі-схого состояния эдмтчметрзтиию-торритсриальных подразделений енедрмш о инфор^ацианно-ыналип-месксм уьнтро гдмпкйсірзции Тулвской области п создана локальная іакгіьіоі'сріся соті,-ТулГУ, входящая с региональную компьютерную систему. PaspsG&fSH и пгрзйвн с системы гесудгретєеиного ynpos-леняя 07 субъоетоа Российской Фе^орзшм Проест ^ Закона "Об охране скружшощзй ерзди Тульской области и апологически чистом .природопользовании", который послуя;нл методической основой для рассмотрения аналога-!-н'ых'законопроектов. Рззреботєн м'принят d первом чтения Закон "Об охрани окружающей среды Тульской сОяасти и гкологичеом рациональном приро-дапользоавнии*.
Теоретические «оложеьш прогнозной оценки радиоэкологической об-. становЯи и принципы создания и развития локального природоохранятсльного законодатольстоа использованы о ТулГУ при выполнении хоздоговорных е. госбюджетных НИР, а тзюка внадрены о учабныо курсы "Промышленная эхолота (охрана биосферы)" и "Зколоіичоско празо" для студентов, обучающихся по .специальности 320700 - "Охрана окружающей среды и рациональное природопользование". Разработанный комплекс программных срэдста вошел is
фонд алгоритмов и программ ТулГУ и используется при дипломном-и курсовом проектировании.
А п р о 6 а ц н я р а б о т ы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуэдались- на научных семинарах кафедры аэрологии, охраны труда и окружающей среды ТулГУ (г.Тула, 1983-199G гг.), ежегодных конференциях профессорско-проподазэтельского состава Тульского Государственного университета (г.Тула, 1 ЭвЗ-1995 гг.), проблемных советах 'іскрсПіснальной научні-те^ні-кеской программы '.'Прогноз" (г.Тула, 1933 -, 1Э9з гг.), заседаниях администрации Тульской области и Тульской областной Думы (г.Тула, 1993-1998 гг.), -VI Всероссийской научно-методической конференция "Безопасность жизнедеятельности человека" (г.Новочеркасск, 1094 г.), Ме><ду-продном симпозиуме по радиационной безопасности (г.Москва, 1994 г.), 1-й Международной конференции "Проблемы создания экологически чистых :* ресурсосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отходов горного производства" (г.Тула, 1G3S г.), 2-й Межд,народной конференции по проблемам экологического образования (г.Тула, 1996 г.). рабочих совещаниях департаментов охраны окружающей среды и здоровья плата Нью-Йорк и научных семинарах медицинского центра г. Олбани (США, г.Олбани, 1996 г.).
П у 3 л V, к а ц и и. По результатам выполненных исследований опублико
вано 1 монография, 30 статей, 2 учебных пособия и получено Л авторских сви
детельства. - .
Объем работы. Диссертация состоит из 7 глав, изложенных на 441 странице машинописного текста, 4 иллюстрации, 33 таблицы и списка литературы из 187 наименований.
Аэтор пьір-.іжает благодарность сотрудникам кафедры аэрологии, охраны труда и окружающей среды ТулГУ за методическую помлщь и содействие, оказанное при выполнении работы,