Наукові основи оцінювання надійності екологічних систем в умовах дії радіаційних чинників - Автореферат

Тому постає необхідність створення системи оцінювання стану надійності екологічних систем та біоти. Для цього необхідно розвязати такі найважливіші завдання: - розробити методи, моделі та способи оцінювання надійності екосистем різних типів та складності; на основі розроблених математичних камерних моделей різних типів екосистем побудувати модель надійності транспорту радіонуклідів; обґрунтувати застосування запропонованого методу для дослідження розподілу та перерозподілу радіонуклідів у довкіллі й під час оцінювання дозових навантажень на біоту та людей; Для вирішення поставлених завдань використовувався комплекс сучасних методів теоретичних та експериментальних досліджень: розгляд фактичних матеріалів і літературних даних з методів аналізу надійності; польові дослідження, дозиметричні та радіаційні вимірювання обєктів в обраних екологічних системах; математичне моделювання екосистем, що досліджуються; аналіз отриманих власних і літературних даних. Обґрунтовано, що розгляд системи міграції й транспорту радіонуклідів складовими частинами навколишнього середовища методами теорії надійності дає змогу встановлювати критичні шляхи надходження радіонуклідів, а відтак й інших полютантів, до певних компонентів екологічних систем, у тому числі - людини.Для якісної оцінки пострадіаційного стану екосистеми (деградація, адаптація та відновлення) можна використовувати кластерний аналіз з теорії розпізнавання образів радіаційної надійності, де розроблено прийоми та методи, що дозволяють за деякими, часто дуже незначним, ознаками відносити обєкт вивчення (екосистему) до того чи іншого класу та охарактеризувати його стан. Кластерний аналіз - математична процедура багатовимірного аналізу, що дає змогу на основі великої кількості показників, характеризуючих ряд станів екосистеми (образів), згруповувати їх в класи (кластери) таким чином, щоб обєкти, що входять в один клас (образ), були більш однорідними, подібними порівняно з обєктами, що входять в інші класи. Фактор екологічної та радіаційної ємності конкретного елемента ландшафту Fj або екосистеми визначається так: Fj = ?aij / (?aij ?aji ), (9) де ?aij - сума швидкостей переходу полютантів з різних складових екосистеми до конкретного елемента ландшафту або екосистеми, згідно з камерними моделями, а ?aji - сума швидкостей відтоку полютантів з досліджуваної камери - J - до інших складових екосистеми, спряжених з ними. Отже, виходячи з проведених теоретичних досліджень, вважатимемо, що використовуючи параметри швидкостей обміну радіонуклідами між камерами (?ij та ?ji), можна оцінювати надійність компонента екосистеми як елемента системи транспорту радіонуклідів по камерах за формулою (9). 3 видно, що найбільше нагромадження радіонуклідів спостерігається в камері «узлісся» (12 % від усього запасу радіонуклідів в екосистемі на 12-й рік після аварії та викиду) та в камері «люди» (10 % на 50 рік), а найменше - у камері «вода» (0,32 % на 30 рік).Основною методологією експериментальних досліджень був ландшафтно-біогеохімічний підхід, який дозволив охарактеризувати поведінку радіонуклідів, дати прогноз формування полів радіоактивного забруднення як на етапі первинних випадінь, так і в процесі їх вторинного перерозподілу на різних територіях, точно фіксувати шляхи міграції 137Cs за його біогеохімічної міграції в екосистемах різних типів. Під час досліджень використано різноманітні математичні моделі: радіаційного впливу на екосистеми, міграції речовин-забруднювачів в екосистемах, синергізму впливу кількох негативно діючих чинників на біоту екосистем, радіоємності під час розрахунку надійності екологічних систем, радіаційного ураження багатоклітинного організму, пострадіаційного відновлення екосистеми та стаціонарна камерна модель спрощеної рослинної екосистеми. Створено сукупність математичних моделей, яка показує аналітичну та кількісну залежність уражень (реакцій) біоти на інтенсивність та отриману дозу радіоактивного опромінення як самостійного фактора, так і при взаємодії з іншими, їх вплив на ріст рослин та інші характеристики життєдіяльності біоти, а також відновлення (регенерацію) біоти як функціональну залежність від проміжку часу після радіаційного впливу. Розроблено метод кількісної та чисельної оцінки стану екологічних систем, який передбачає чотири послідовні процедури: 1) обґрунтування параметра показника надійності залежно від структури та конфігурації екологічної системи, її типу; 2) вибір формули для розрахунку надійності; 3) проведення розрахунків надійності екосистеми щодо транспорту тарсера як показника її життєдіяльності та благополуччя; 4) оцінювання стійкості екосистеми та її здатність витримувати вплив зовнішніх чинників. Визначено алгоритм аналізу та оцінювання фактора радіоємності екологічних систем різних типів, застосовано метод якісної та чисельної оцінки їх стану, а саме: агроекосистем (фактор радіоємності - 0,6-0,9), каскаду Дніпровських водосховищ (фактор радіоємності сягає від 0,3 до 0,94), силових (фактор радіоємності - 0,3-0,8), гірських (фактор р

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ