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

12.2007 Колонка редактора: "Инновационная среда"

О.В.Двойников, главный редактор журнала «Атомная стратегия» Как назойливые мухи зреют в массах национальные идеи, жужжат и мешают покою власти. Когда терпение наконец-то кончается, власть объявляет идею федеральной, приобщает к списку  предвыборных мероприятий и реализует на практике.

1.2007 Энергетические блоки атомного подводного флота

В.М.Кузнецов, с.н.с., к.т.н., академик Академии промышленной экологии, Институт истории естествознания и техники, Москва Атомные паропроизводящие установки для подводных лодок, как и сами лодочные проекты, делятся на четыре поколения. Работой над созданием первого поколения АППУ занимались многие предприятия Советского Союза. Необходимо было решить ряд сложных инженерно-конструкторских задач.

3.2007 «Не догоним, так погреемся»

Мы выкладываем эту статью на сайте до ее публикации в журнале «Атомная стратегия». Имя автора не раскрываем и полностью сохраняем авторскую лексику и орфографию. Надеемся на адекватные комментарии и планируем, подборку из того, что получится в результате обсуждения, поместить в апрельском выпуске АС.Прошло около года со времени появления на сайте proatom статьи под названием «Стратегия выживания».