Радиационная география - междисциплинарная наука

М.Н.Тихонов, с.н.с., ФГУП «НИИ промышленной и морской медицины ФМБА России», Санкт-Петербург

Радиационная география - новое междисциплинарное направление в системе научных знаний, сравнительно молодая, окончательно ещё не сформировавшаяся как отдельная научная дисциплина, возникновение которой связано с изучением РЗ  территорий (акваторий) после испытаний ядерного оружия, радиационных инцидентов, аварий и катастроф, а также выпадений из атмосферы радиоактивных осадков. Радиационная география – это новая междисциплинарная отрасль медицинской географии и радиационной медицины.


В перспективе целью радиационной географии как науки является выработка и теоретическая систематизация объективных знаний о РЗ территорий и их последствиях для человека и окружающей среды. Радиационная география интегрирует все знания о территориальной распределенности радиационных факторов с целью сохранения жизнеобеспечивающей среды.

Самостоятельная область междисциплинарных знаний

Радиационная география рассматривается как двуединое понятие, то есть как междисциплинарное научное направление в системе научных знаний [1] и одновременно вид практической деятельности человека [2]. В первом случае оно понимается как учение об общих принципах (территориальности, геоэкологичности, региональности и др.) и методах изучения РЗ территорий и условий, включающих анализ воздействия радиационных факторов на человека и экологические системы. Во втором случае – это деятельность по предотвращению РЗ территорий, включающая мероприятия по противорадиационной защите и реабилитации, исходя из физико-географических условий и особенностей распространения РЗ местности.

Исторически ввиду секретности местоположения объектов ядерной производственной инфраструктуры бывшего СCCP в эпоху «холодной» войны радиационная география нашла широкое практическое применение при медико-географическом описании театров  военных действий с  целью радиационно-гигиенической оценки радиационно-дестабилизированных территорий. В понятийно-терминологическом плане военные медико-географы под радиационно-дестабилизированной территорией понимают не только плотность радиоактивного загрязнения основными дозообразующими радионуклидами,  но и дозовые нагрузки на экологические системы и личный состав при дислокации войск на этих территориях  [3, 4, 1, 2]. Анализ доз облучения экологических систем от природных и техногенных ИИИ является гигиеническим критерием оценки качества окружающей среды, позволяющим объективно сравнить несомненную пользу, которую приносят человечеству ядерные технологии, с возможными негативными  последствиями их возрастающего применения.

Объектами изучения радиационной географии являются территории условия на отдельных территориях ядерно- и радиационно опасных объектов - источников  радиоактивного загрязнения  географической среды. В более широком смысле объектом исследований нового междисциплинарного научного направления - радиационной географии - является радиоактивное загрязнение различных территорий земной поверхности с учётом ландшафтно-геохимических особенностей распространения РЗ и изменений  под воздействием интенсивной хозяйственной и военно-промышленной деятельности, изучение структуры и динамики РЗ территорий, выявление механизмов происходящих изменений и прогнозирование возможных путей их развития.

Цель современных медико-географических исследований заключается в выявлении характерной для данной конкретной территории совокупности природных и техногенно обусловленных радиационных факторов и условий, оказывающих влияние на здоровье коренного или вновь прибывающего на эту территорию контингента, а также определение закономерностей радиоактивного загрязнения под влиянием хозяйственной и/или военно-промышленной деятельности человека, трансграничных переносов и миграции (аккумуляции, рассеивания) радиоактивных веществ.
В практической деятельности целью радиационной географии является регламентирование опасности радиоактивного загрязнения местности радионуклидами, разработка мер противорадиационной защиты, объединяющей усилия специалистов различного профиля (медико-географов, радиобиологов, гигиенистов, медицинских экологов, радиотоксикологов, гидрологов, радиогеологов, метеорологов, математиков и др.)



Рис.1. Основные радиохимические предприятия.
          ê Коммерческие                                   ■ Военные
Примечание: некоторые предприятия использовались в военных и гражданских целях. В этом случае они обозначены по принципу основного предназначения.

Задачами радиационной географии являются разработка методов и критериев медико-географической и медико-экологической оценки радиационной обстановки природно- и производственно-территориальных комплексов (радиационно и ядерно-опасных объектов, АЭС, полигонов, пунктов захоронения радиоактивных отходов и др.) - рис.1 и 2; зонирование радиационно-дестабилизированной географической среды по её влиянию на  экологические  системы и здоровье населения; научное обоснование путей реабилитации загрязнённых территорий.

Изучение радиоэкологического состояния природных объектов является научной основой для понимания изменений, протекающих во всех экосистемах, особенно в условиях слабой или средней степени РЗ наиболее уязвимых с экологической точки зрения, трудно восстанавливаемых территорий.



Рис.2. Важнейшие предприятия атомной отрасли, обеспечивающие национальные интересы России.

Предметом радиационной географии является изучение (анализ, оценка и прогноз) территориального распределения естественной и искусственной радиоактивности природных и техногенных  объектов  и  особенностей  радиационной  обстановки  в различных географических условиях и регионах, влияющих на экологические системы и состояние здоровья населения.  

Исследования в области радиационной географии могут проводиться, по нашему мнению, в таких направлениях, как пространственный анализ и медико-географическое изучение территориального распределения ИИИ и радиоактивно загрязнённых территорий и обусловленных ими дозовых нагрузок на население и природную среду; комплексная оценка ядерно-радиационного наследия «холодной войны» и путей миграции (рассеивания и аккумуляции) радионуклидов; изучение роли радиационных и канцерогенных рисков в распространении новообразований (в том числе путем экспедиционных изысканий и динамического медицинского наблюдения, радиационно-гигиенического мониторинга регионов АЭС и особо опасных промышленных объектов с использованием методов современной медицинской географии и картографии на базе геоинформационных технологий [5]), а также системная оценка социально-экономических, радиоэкологических и медико-географических факторов,  благоприятствующих или сдерживающих распространение среди населения радиофобии;  составление нозогеографических карт; изучение миграции техногенных радионуклидов в ландшафтно-геохимических ареалах для оценки уровней их накопления в отдельных звеньях биологических цепочек и возможных последствий создаваемого ими дополнительного облучения человека, растений и животных; радиационно-гигиеническая паспортизация ядерно- и радиационно опасных объектов; разработка прогнозов формирования радиационной обстановки на конкретных территориях; организация и обеспечение государственного санитарно-эпидемиологического надзора за соблюдением норм радиационной безопасности и природоохранной деятельности в районах размещения ядерно- и радиационно опасных объектов (ЯРОО) [3, 4, 1, 2].

Одной из задач радиационной географии является также распространение объективной информации о реальных опасностях и фактах, связанных с радиационным воздействием конкретных ИИИ и ЯРОО, что является лучшим способом преодоления как радионигилизма - недостаточного учёта опасного влияния ионизирующей радиации на живые существа, так и радиофобии - необоснованного страха перед радиацией [6, 7, 8].

Среди техногенных ИИИ важное значе­ние имеют источники медицинского назначения. Они занимают по величине дозы облучения населения второе место вслед за природной (земного и космического происхождения) компонентой по значимости и первое - по уровню воздействия на здоровье человека. Поэтому в современных условиях основным «поставщиком» радиационных поражений человека ( как детерминированных, так и стохастического характера) является ряд медицинских рентгенорадиологических процедур (РЛП), а не атомная промышленность и ядерная энергетика, как общепринято считать[9]. Без учета этого радиационного фактора невозможна объективная оценка здоровья населения различных административных территорий Российской Федерации (AT РФ) [10].

Исходными величинами для оценки влияния ионизирующего облучения на человека служит индивидуальная эффективная доза (ИЭД, мЗв/чел.), а на здоровье населения AT РФ - коллективная эффективная доза (КЭД, чел.-Зв). В суммарной ИЭД медицинская компонента, обусловленная исполь­зованием ИИИ в медицинских целях,  составляет от 20 до 30 %. Наиболее облу­чаемым населением в медицинском плане, как правило, являются жители развитых в экономическом отношении AT РФ (Северо-Западный округ, го­рода Москва, Санкт-Петербург, Тюмень и др.).

В практическом плане по каждой AT РФ необходим углубленный ана­лиз субъектов медицинского облучения на разных уровнях. Уровень облучения пациентов (индивидуумов) рентгеновским излучением в медицинских целях, оцениваемый в виде коллективной медицинской эффективной дозы (КМЭД) и индивидуальной медицинской эффективной дозы (ИМЭД), зависит от многих факторов, среди которых можно выделить объем и структуру РЛП, техническое оснащение лучевой диагностики, а также уровень профессиональных знаний и навыков персонала, особенно в вопросах РБ населения [9, 10].

Системный анализ посредством взаимозависимого, взаимоувязанного набора превалирующих характеристик (исходной заболеваемости, объёма РЛП, доз облучения населения, риска облучения) даёт возможность наибо­лее полно и объективно оценить ситуацию с медицинским облучением на конкретной AT РФ и произвести зонирование территорий по величине дозовых нагрузок населения [29].

К настоящему времени радиационно-гигиеническая география для разных уровней территориальных образований представлена в следующих из­даниях: федеральных — «Медицинское облучение населения России», «Дозы облучения у населения Российской Федерации в 2009 году»; ре­гиональном – «Состояние и развитие лучевой диагностики и медицинского облучения Тюменского региона»; учрежденческом (местном) — «Луче­вая диагностика и лучевая терапия Санкт-Петербурга».

Медико-географические исследования радиационно-дестабилизированных территорий

Изучение радиационных  факторов   и   условий   осуществляется   с   учётом территориальной дифференциации окружающей среды, применительно к объективно существующим природно-территориальным комплексам (геосистемам), формирующимся в результате сложного взаимодействия отдельных компонентов среды: приземного слоя атмосферы вместе с почвенным покровом; поверхностных, грунтовых и подземных вод, растительности и животного мира. Каждый из таких природно- и территориально-производственных комплексов характеризуется факторами и условиями, положительно или отрицательно влияющими на здоровье населения и окружающую среду.

Медико-географические исследования радиационно-дестабилизированных территорий по своему характеру являются комплексными. В них принимает участие широкий круг специалистов эколого-медицинской службы и служб радиационной, химической и биологической защиты, начиная от дозиметристов, включая радиохимиков и токсикологов, биологов и экологов, радиационных метеорологов, и заканчивая клиницистами. Междисциплинарное исследование динамики изменений радиационной обстановки в силу своей масштабности и многоплановости нуждается в комплексном подходе и унифицированных методах и технологиях обработки, интерпретации и пространственно-временного представления данных. Эти исследования должны проводиться по единым программам и унифицированным методикам, по мере возможности, синхронно на различных ключевых участках РЗ с учётом трансграничного переноса РВ.

Пространственные взаимоотношения между объектами РЗ местности и явлениями «последствиями РЗ» позволяют получить общую картину реальности, упорядочить данные, привести к виду, удобному для сопоставления, анализа и получения новых знаний.

Информационное  обеспечение исследования радиоэкологических отношений и процессов в пространственном аспекте наиболее эффективно решается сопряжением картографической и геоинформационной форм представления информации. Выбор картографической основы диктуется перечнем решаемых тематических задач при следующих параметрах: размеры и конфигурация района исследований, требования к картометрической точности. Компьютерное комплексное картографирование объединяет картографические и геоинформационные методы организации и представления пространственной информации, опираясь на системный подход, осуществляемый на основе принципов географической картографии [5].

Информационное и технологическое единство геоинформационных систем (ГИС) обеспечивается применением единой картографической основы. В картографическую информацию изначально заложен принцип интеграции. Он состоит в том, что каждый объект, процесс, событие или явление имеют свое местоположение. Часто местоположение является единственным связующим звеном между огромным объемом, казалось бы, несопоставимых фактов, наблюдений и сверхбольших объемов разнородной информации.

Радиоэкологический аспект характеристики населения складывается из нескольких блоков показателей, которые могут изменяться для разных территориальных уровней. Картографирование населения в радиоэкологических целях включает составление блоков собственно-демографических и медико-экологических карт. К наиболее важным в демографическом плане сюжетам относятся средняя продолжительность жизни населения (в целом и с разделением на мужчин и женщин для сельского и городского населения), общая смертность на 1000 человек и младенческая смертность (в возрасте до 1 года) - по тем же категориям населения, заболеваемость и смертность по группам болезней, связанным с состоянием и РЗ природной среды (болезни дыхательных путей, органов кровообращения и онкологические).

Для изучения структуры и динамики ареалов и предпосылок, потенциальных РЗ территорий (особенно на обширных и малообжитых регионах России) должна широко применяться аэрогамма - съёмка местности. При этом необходимо использовать выборочные исследования участков Р3, радиохимические, радиобиологические и другие лабораторные методы дозиметрии,  позволяющие достоверно документировать изучаемые процессы. Всё это позволит обеспечить репрезентативность данных, на основе которых возможно проведение (в строго определённых пределах) их пространственно-временной экстраполяции. Как показано выше, основной целью радиационной географии является выявление объективных закономерностей пространственно-временного распределения РЗ территорий и дозовых нагрузок на население и экологические системы для принятия  адекватных мер противорадиационной защиты. На основании этих исследований составляется эколого-географическое описание радиационно-дестабилизированных территорий. Каждый из документов комплексного исследования создается по специальным программам и содержит текстовую часть и приложения в виде медико-географических карт, схем, таблиц, номограмм фактического состояния РЗ и возможных радиационных поражений населения.

Территориальное распределение поля радиации на поверхности Земли описывается картограммой - географической картой, на которой с топографической точностью нанесены локальные зоны радиации вокруг радиационно опасных объектов, изолинии равных значений плотности РЗ территории (Беккерель или Кюри на единицу площади), а также мощностей поглощённой (Грей/с) или эффективной (Зиверт/с) доз облучения.

В настоящее время для оперативного решения проблем РЗ территории широко применяются геоинформационные технологии (электронные карты, базы и банки данных - БД) визуализации  радиационной обстановки.

Основными требованиями к ГИС являются [11]:

- наличие серии цифровых карт, отражающих главные факторы, влияющие на характер и степень изменения радиоэкологической обстановки и заболеваемости населения;

- наличие многих слоев цифровых изображений медико-экологического содержания на топографическую основу и другие карты;

- фактографические базы данных (режимных наблюдений и конкретным радиоэкологическим параметрам с характеристикой их состояния и изменения во времени);

- интегральная цифровая модель РЗ территории, включающая географо-топографическую основу, факторные карты и слои изображений различных радиоэкологических и медицинских данных;

- база моделей и правил, обеспечивающих обработку данных в соответствии с тематической ориентацией ГИС;

- банк картографической информации о пространственных характеристиках радиационно и ядерно-опасных объектов;

- распределенный характер (местоположение) станций наблюдения и анализа данных.

Благодаря геоинформационньм технологиям демоэкологическое и радиационное картографирование приобретает многовариантность и оперативность в пространственном и временном аспектах. Совмещение в БД тематических слоев различных карт позволяет анализировать взаимосвязи, например: функциональных типов расселения и плотности  населения, людности городов и радиоэкологической  обстановки в них, сопоставлять электронные карты населения  и природы.

Геоинформационное картографирование открывает возможности более эффективной организации сбора, хранения и обработки пространственной информации, ее перманентного обновления (по материалам текущего учета населения и мониторинга радиоэкологической обстановки) и расширения базы данных. Оно облегчает совместный анализ статистической и географической информации, что особенно важно для радиационно-географического совершенствования статистического учета онкозаболеваемости населения [5].

Сведения   и   рекомендации о  радиационной обстановке должны   быть   полными   и   достоверными.   Они используются для составления плана лечебно-профилактических мероприятий и при планировании противорадиационных мероприятий. В чрезвычайных ситуациях (ЧС) данные периодически уточняются в ходе медико-географической рекогносцировки и медицинской разведки с учётом изменяющейся радиационной обстановки. В этой связи исключительно важное значение приобретает разработка медико-географических прогнозов, дающих возможность заблаговременно предвидеть характер негативных последствий РЗ территорий. Зная закономерности формирования РЗ местности, можно предвидеть и предупредить разрушение экосистем и в итоге сохранить среду обитания человека как вида.

Практическое значение медико-географического изучения радиационно-дестабилизированных территорий состоит в том, что оно даёт возможность медицинской службе целенаправленно организовать мероприятия по предупреждению онкозаболеваний населения, заблаговременно подготовить силы и средства медицинской службы к работе в условиях РЗ территории.

Литература

1. Тихонов М.Н. Радиационная география – новое междисциплинарное направление в системе научных знаний // Ядерное общество, 2007, № 2-3, с. 10-14.

2. Тихонов М.Н. Радиационная география России: системный взгляд на проблему // Сб. докл. Межд. ядерного форума 22-26.09.08 г. – СПб.: НОУ ИДПО «Атомпроф», с. 169-174.

3. Тихонов М.Н. Радиационная география России // Энергия: экономика, техника, экология, 2008, № 1, с. 12-16.

4.Тихонов М.Н., Образцов Л.Н., Терентьев Л.П. Радиационная география в системе медико-биологических знаний //Экологические системы и приборы,2009, № 6, с. 26-32.

5. Геодезия, картография, геоинформатика, кадастр: Энциклопедия. В 2-х т./ Под общ. ред. А.В. Бородко, В.П. Савиных. – М.: Геодезкартиздат, 2008. – Т.1. – 496 с., Т.2. – 464 с.

6. Белая книга «Факты и проблемы, связанные с захоронением радиоактивных отходов в морях, омывающих территорию Российской Федерации»// Материалы докл. Правительственной комиссии. – М.: Администрация Президента РФ, 1993. – 108 с.

7. Тихонов М.Н., Рылов М.И., Муратов О.Э. Системный взгляд на ядерно-радиационное наследие “холодной войны” сквозь призму общественного сознания // Экология пром. производства, 2005, вып. 4, с. 2-10.

8. Тихонов М.Н., Петров Э.Л., Муратов О.Э. Системный взгляд на атомную энергетику и радиацию сквозь призму общественного сознания// Региональная экология, 2005, № 1-2 (24), с. 80-89.

9. Кальницкий С.А., Якубовский-Липский Ю.О., Тихонов М.Н. Радиационно- гигиеническая география России // Проблемы окруж. среды и природных ресурсов, 2007, № 7, с. 102-112.

10. Кальницкий С.А., Якубовский-Липский Ю.О., Тихонов М.Н. Риск медицинского облучения населения // Безопасность жизнедеятельности, 2008, № 4 (88), с. 33-40.

11. Тихонов М.Н. Радиационная география в системе научных знаний// Приложение к журн. «Безопасность жизнедеятельности», 2010, №1 (109), с. 1-24

Назад

Материалы из архива

11.2006 Духовное первично…

Е.А.Шашуков, директор музея ГУП НПО «Радиевый институт им. В.Г.Хлопина» Надежда на ренессанс ядерной энергетики заставила руководителей атомной отрасли, ученых, вузовских преподавателей, студентов обратить внимание на состояние дел в области ядерного образования, имеющего самое непосредственное отношение к кадровой политике в атомной отрасли. В частности, этот вопрос обсуждался на круглом столе, состоявшемся в Санкт-Петербурге в сентябре 2006 года, во время проведения Международного ядерного форума.

7.2007 Россию оттесняют от казахского урана

 Михаил Сергеев, "Независимая газета" Российские атомщики рискуют лишиться традиционной сырьевой базы в Казахстане. Астана ведет переговоры о покупке 10% американской компании Westinghouse, крупнейшего конкурента «Атомэнергопрома», учредительные документы и совет директоров которого вчера утвердил премьер Михаил Фрадков. С помощью полученных у американцев технологий казахи намерены к 2014 году полностью прекратить поставку на внешний рынок, включая Россию, природного урана, заменив его экспортом готового продукта с высокой добавленной стоимостью – тепловыделяющих сборок, собранных не по российским, а по западным стандартам.

6.2007 Сегодня годовщина Балаковской аварии 1985 года

Игорь Карпов, депутат городской думы, город Курчатов Курской области Как следовало из коротких сообщений Минэнерго на «одной из АЭС» во время горячих промывок 1 блока АЭС были объединены 1 контур РУ, имевший рабочие параметры, и система низкого давления. На последней сработал ПК и пар был сброшен в помещение РУ. В ходе аварии на «боевом посту» было заживо сварено сначала 11 человек, затем, после повторного открытия граничной арматуры, еще 3 работника.