Ведение 3
Глава 1. Обзор опубликованных данных по теме исследования 5
Глава 2. Характеристика исследуемой территории 7
2.1 Поступление Cs в окружающую среду 7
2.2 Характеристика Предволжья Татарстана 8
Глава 3. Исходные данные 10
3.1. Получение данных о концентрациях Сз-137 10
3.2. Глобальная модель рельефа SRTM 10
Глава 4. Методика работы 12
4.1 Подготовка модели рельефа для дальнейшего анализа 12
4.2 Морфометрические характеристики рельефа 13
4.3 Формирование геоинформационной базы данных 20
4.4 Пространственный анализ изменчивости концентрации цезия от
морфометрических параметров 22
4.5 Сравнение данных полевых исследований с данными дистанционного
зондирования 28
Заключение 33
Список используемых источников 35
Радиоактивное загрязнение биосферы — это превышение естественного уровня содержания в окружающей среде радиоактивных веществ. [14]. Негативное влияние радиоактивных элементов определяется ионизирующим излучением. Сильное воздействие радионуклидов сказывается на здоровье населения, репродуктивных функциях и уровне смертности. Выброс радиоактивных веществ в окружающую среду происходит в результате ядерных взрывов, удаления в окружающую среду радиоактивных отходов, разработки радиоактивных руд, при авариях на атомных предприятиях. Радиоактивное загрязнение снижает ценность земельных ресурсов. Оно вызывается продуктами деления ядер. Одним из радионуклидов является 137Cs - дочерний продукт 0-распада нуклида 137Xe,
образуется преимущественно при делении ядер в ядерных реакторах и ядерном оружии. [15]
Вследствие глобальных выпадений и аварийных выбросов и сбросов, 13%_
Cs массово поступил в природную среду практически по всей территории России. Периодически происходят те или иные инциденты, которые влекут за собой загрязнение всех компонентов окружающей среды цезием-137. При этом в конечном итоге радионуклиды концентрируются в почве и донных отложениях. Загрязнение
радионуклидами вызвало интерес к изучению закономерностей перераспределения и перемещения искусственных радионуклидов в ландшафтах в зависимости от типов землепользования и характеристик рельефа, в том числе и Cs. С точки зрения землеустройства согласно Федеральному закону от 18.06.2001 № 78-ФЗ «О землеустройстве»
(статья 11) “почвенные, геоботанические и другие обследования и изыскания проводятся в целях получения информации о состоянии, а также в целях выявления земель, подверженных водной и ветровой эрозии,
селям, подтоплению, заболачиванию, вторичному засолению, иссушению, уплотнению, загрязнению отходами производства и потребления, радиоактивными и химическими веществами, заражению и другим негативным воздействиям.”
Результатом возросшего интереса к данной проблеме стали карты бывших республик СССР и России, которые демонстрируют перераспределение концентраций радионуклидов Cs в почве. Однако данные карты имеют мелкий масштаб, что не позволяет оценить ситуацию на региональном уровне для отдельного субъекта федерации. Загрязнение 137
Cs наблюдается во многих субъектах РФ, в том числе и в Татарстане. Наиболее загрязнена часть территории Татарстана, расположенная на правобережье реки Волги. Административно данная местность принадлежит Дрожжановскому, Буинскому, Апастовскому, Кайбицкому, Верхне-Услонскому и другим районам РТ.
Целю работы является выявление взаимосвязи между морфометрическими показателями и концентрацией радионуклидов в поверхностном слое почвы цезия антропогенного происхождения (137Cs).
Для достижения цели были решены следующие задачи:
1. Скачать часть цифровой модели рельефа SRTM представляющей рельеф изучаемой территории;
2. Рассчитать морфометрические параметры рельефа (экспозиция, уклон, профильная и плановая кривизна, общая водосборная площадь, длина линии стока);
3. Сформировать геоинформационную базу данных морфометрических показателей для исследуемой территории;
4. Проведение пространственного анализа изменчивости концентрации цезия от морфометрических параметров.
С использованием программы «Statgraphics» был проведен корреляционный анализ, коэффициент корреляции составил 0.14, что говорит о слабой связи пространственного распределения между анализируемыми выборками.
В ходе выполнения работы был проведен пространственный анализ морфометрических характеристик рельефа. Для его выполнения была использована модель рельефа SRTM, на основе которой были рассчитаны такие морфометрические характеристики как экспозиция, угол наклона, плановая и профильная кривизны, общая водосборная площадь, длина линии стока.
Выполненный статистический анализ показал отсутствие связей между высотой, уклоном, кривизнами, общей водосборной площадью, длиной линии стока и концентраций цезия в верхнем слое почвы.
В тоже время при анализе связи экспозиции и концентраций цезия были выявлены румбы склонов имеющие заметно отличающиеся в большую сторону концентрации Cs-137. Подобные значения характерны для юго-западной и северо-восточной экспозиции. Причем наибольшие значения (44.1 Бк/кг) характерны для юго-западной экспозиции. Подобная картина пространственного распределения цезия может быть объяснено тем, что основной источник цезия в почве это последствия аварии на Чернобыльской атомной электростанции, а ЧАЭС располагается как раз юго-западнее Татарстан
Совместный анализ данных плотности загрязнения и концентрации Cs-137 в верхнем слое почвы не показал схожести пространственных трендов при визуальном анализе распределения изучаемых величин. Выполненный корреляционный анализ подтвердил слабую связь между плотностью загрязнения (по данным дистанционного зондирования) и концентрацией цезия в верхнем слое почвы (по данным полевых наблюдений).
Мы рекомендуем провести более детальное обследование территорий населенных пунктов, а также земель сельскохозяйственного назначения, которые используются для производства продуктов питания, в районах характеризующихся пороговым значением величины плотности загрязнения и максимальными значениями концентрации Cs-137 в верхнем слое почвы.
