«Зона відчуження. Сучасний стан. Завдання. Перспективи.»

ДПТНЗ « Гніванський професійний ліцей імені двічі Героя Радянського Союзу Р.Я.Малиновського»

Робота

на обласну історико-краєзнавчу експедицію «Чорнобиль: минуле, сучасне та майбутнє» до 35-річчя Чорнобильської трагедії серед учнів закладів професійної (професійно-технічної) освіти в номінації:

ПТНЗ « Гніванський професійний ліцей імені двічі Героя Радянського Союзу Р.Я. Малиновського»

Творче об’єднання «Пошуковець»

Керівник: С.М. Адлер (викладач біології та екології);

26 квітня 1986 року о 1-23-44 за київським часом сталася найбільша техногенна аварія в історії людства – з різницею у дві секунди відбулись два вибухи на четвертому реакторі Чорнобильської АЕС, в результаті яких сумарна радіація ізотопів, викинутих в повітря, склала 50 мільйонів кюрі, що в 30-40 разів більше, ніж при вибуху бомби в Хіросімі в 1945 році.

Оскільки Чорнобильська АЕС була графітно-водним реактором, саме графіт передбачав легкозаймистість всієї системи. Після вибуху в ньому залишилось близько 800 т графіту, який почав горіти. Пожежа тривала 10 днів і забрала життя 31 людини. Остаточно графіт перестав горіти лише 10 травня. Реактор продовжував випромінювати радіацію ще 3 тижні, доки його не закидали сумішшю піску, свинцю, глини і бору (Додаток 1). Спершу керівництво УРСР та СРСР намагалося приховати масштаби трагедії, але після повідомлень зі Швеції, де на АЕС Форсмарк було знайдено радіоактивні частинки, принесені з західної частини СРСР, та оцінки обсягів зараження, розпочалася евакуація близько 130 000 мешканців Київської області із забруднених районів. Радіоактивного ураження зазнали близько 600 000 осіб, насамперед ліквідатори катастрофи. Навколо ЧАЕС створено 30-кілометрову зону відчуження. Зруйнування 4-го енергоблока, що сталося в ніч з 25 на 26 квітня 1986, стало початком великої життєвої трагедії для багатьох людей – працівників станції, мешканців міст Прип’ять та Чорнобиль, навколишніх сіл та віддалених регіонів.

За екологічними наслідками аварія переросла у планетарну катастрофу: загальна радіоактивність викинутих з енергоблока у навколишнє середовище речовин досягла десятків мільйонів кюрі. Тільки радіоактивним цезієм було забруднено ¼ території Європи. За нормативами Міжнародного агенства з питань атомної енергії, наслідки викиду лише 1 кілограма ядерного палива кваліфікуються як трагедія. Під час аварії на 4 енергоблоці Чорнобильської АЕС його було викинуто в атмосферу щонайменше 11 тон. Близько 155 тис км² територій було забруднено, з них 52 тис км²– сільськогосподарські землі.

Забруднення території після аварії на ЧАЕС залежало від погодних умов. Повідомлення радянських і західних учених вказують на те, що Білорусь отримала близько 60 % радіоактивного забруднення від загальної кількості на СРСР. Проте згідно з даними ( англ. The Other Report on Chernobyl (TORCH report)), які були оприлюднені 2006 року, половина летких часток приземлилася за межами України, Білорусі і Росії. (Додаток 2)

Забрудненню піддалося понад 200 000 км², приблизно 70 % — на території Білорусі, Росії і України. Радіоактивні речовини поширювалися у вигляді аерозолів, які поступово осідали на поверхню землі. Йод і цезій поширилися на ширшу територію. (Додаток 3)

Найбільшу небезпеку також становили ізотопи стронцію і цезію з періодом напіврозпаду близько 30 років. Найбільші концентрації цезію-137 було виявлено в поверхневому шарі ґрунту, звідки він потрапляв в рослини і гриби. Зараженню також піддавалися комахи і тварини, які ними харчувалися. Радіоактивні ізотопи плутонію і америцію збережуться в ґрунті протягом сотень, а можливо і тисяч років, проте їх кількість не становить загрози.

Інертні гази розсіялися в атмосфері і не вносили вкладу до забруднення прилеглих до станції регіонів. Забруднення було дуже нерівномірним, воно залежало від напряму вітру в перші дні після аварії. Найсильніше постраждали області, в яких в цей час пройшов дощ.

Як вважають чимало фахівців, катастрофа за обсягом і різноманітністю наслідків була найстрашнішою в історії людства. Вона утворила в центрі Східної Європи чималі плями забрудненої радіонуклідами території, проживання на якій небезпечне для здоров’я. Та це зовсім не мертва зона! Про її шкідливість нічого «не знають» ні рослини, ні тварини. Зона катастрофи, як магніт, притягує вчених, що бажають глибше вивчити вплив радіонуклідів та іонізуючого випромінювання на фауну і флору.

Аварія на Чорнобильській АЕС не має аналогів по площі радіоактивного забруднення і величині радіоактивного опромінення рослин, тварин і людини. Найбільшу небезпеку для всього живого представляють радіоактивні ізотопи йоду, стронцію, цезію, плутонію завдяки своїй високій рухливості та високоенергетичному спектру випромінювань. У зв’язку з метеоумовами забруднення території протягом перших 10 днів після аварії було неоднорідним, «плямистим», тому рівень отриманих доз об’єктами живої природи навіть на невеликих ділянках території відрізнявся в десятки і сотні разів.

Найбільшому радіаційному впливу піддалися природні й аграрні екологічні системи в 30-кілометровій зоні ЧАЕС.

Чорнобильська аварія відбулася наприкінці квітня – у період прискореного росту рослин і мешканців ґрунту, а цей період є для них найбільш радіочутливим. Максимальний радіаційний вплив на об’єкти живої природи припав на перші 10-20 днів з моменту аварії. Друга фаза включала літо і ранню осінь 1986 року, протягом яких потужність дози на поверхні ґрунту знизилася до 20-25% первісної величини.

У 30-км зоні навколо ЧАЕС у 1986-1988 р.р. відмічено численні факти радіаційного пошкодження рослин і тварин. Так встановлено, що в Чорнобильській зоні відчуження спостерігалися значні, які раніше ніколи не спостерігалися в природі, ушкодження екосистем, хоча і на відносно невеликих територіях. Так загибель соснових лісів фіксувалася на території близько 500 га (згодом названої “Рудий ліс” Додаток 4) у безпосередній близькості від ЧАЕС. На цій же площі відзначено практично повну загибель ґрунтових безхребетних, пізніше в цих районах відзначені ознаки зміни популяційних показників у мишеподібних гризунів. Однак, найбільш істотні зміни екологічної системи цієї території пов’язані не з радіаційними ушкодженнями організмів, а з уходом людини. Як відомо, в зв’язку з високими рівнями радіоактивного забруднення з території, згодом названої Чорнобильською зоною відчуження, населення було евакуйовано. Практично відразу після аварії, 27 квітня, почалася евакуація жителів населених пунктів, що потрапили в зону радіаційного забруднення. Усього до середини серпня з 81 населеного пункту України було евакуйовано 90784 осіб. І ще близько 25 000 осіб із 107 населених пунктів Білорусі. Крім цього, було вивезено більше 60 тисяч голів великої рогатої худоби та інших сільськогосподарських тварин. Покинуті людьми кішки і собаки збивалися у зграї, знищуючи одна одну й слабших істот. Вчені не раз спостерігали у тварин лисі лапи й низ живота, спричинені впливом α- і β-частинок. У лісі, всипаному викидом, було знищено більшість комах, які жили у верхньому сантиметрі ґрунту. На значних відстанях від ЧАЕС життя рослин і тварин протікало нормально. Та детальні вимірювання свідчили, що більшість організмів містить у собі підвищені концентрації радіонуклідів. Виявилося, що у шкаралупі яєць чи черепашок молюсків накопичується стронцій. Вчені використовували їх для швидкого визначення забруднення стронцієм ґрунту і водойм у конкретній місцевості. Несподівано великим виявилося забруднення тіл водних птахів. Харчуючись у мулі, вони потім розносили радіонукліди далеко поза межі 30-кілометрової зони. Вивчення тварин привело вчених до висновку, що наслідки випромінювання передаються як по ланцюжку живлення, так і від одного покоління до наступного. У тварин, які вивчали довкола Чорнобиля, частіше зустрічаються пухлини, катаракта (Додаток 5) та неврологічні дефекти, наприклад, зменшений розмір мозку.

У наступний період після аварії протягом десятків років відбувалося відновлення ушкоджених екосистем, і ці процеси реабілітації не менш цікаві й важливі. Так, відбувається наступ природних рослинних співтовариств на кинуті населені пункти і колишні сільськогосподарські угіддя. (Додаток 5 )

Змінюється співвідношення чисельності деяких видів тварин (наприклад, кабанів). Чорнобильська аварія показала, що великомасштабний викид радіонуклідів у навколишнє середовище може мати серйозні наслідки для біоти, включаючи порушення на екосистемному рівні.

Відсутність або обмеження людського втручання сприяло відновленню природного характеру функціонування екосистем та збільшенню біорізноманіття , в тому числі за рахунок інтродукційних видів. Радіаційні ефекти, виявлені на клітинному, організмовому і популяційному рівнях, не порушують загальної картини представленості флористичних і фауністичних комплексів. На території 30-км зони відчуження ЧАЕС об’єкти біоти – рослини, гриби, нижчі та вищі тварини, мікроорганізми та віруси зазнають хронічного впливу іонізуючого випромінювання.

Зміни у способі життя населення, зокрема заліснених територій, полягали ще й у тому, що наукові дослідження засвідчили нагромадження радіонуклідів у деревині, ягодах, лікарських рослинах, кормах, м’ясі диких тварин, грибах. Споживання дарів лісу призводило до додаткового опромінення людей. У результаті викидів зі зруйнованого 4-го енергоблока станції забрудненими станом на 1996 р. вважалися понад 5 млн га, насамперед в Українському Поліссі. Забруднення сільськогосподарських угідь належить до найбільш важких еколого-економічних наслідків аварії на ЧАЕС.

Трансформації у сільськогосподарському виробництві полягали у необхідності проведення системи реабілітаційних агротехнічних заходів (залуження луків і пасовищ, вапнування кислих ґрунтів, згодовування комбікормів із радіопротекторними властивостями тощо), завдяки чому вдавалося досягти необхідного допустимого рівня забруднення сільськогосподарської продукції. Якщо у 1997 р. перевищення допустимих рівнів мали місце у 638 населених пунктах, то в 2000 р. молоко з підвищеними рівнями вмісту цезію-137 було отримано у 487 населених пунктах. Зниження показників забрудненості вироблюваних продуктів харчування було досягнуто завдяки реабілітаційній роботі, проведеній на 2 млн 140 тис га найбільш забруднених сільськогосподарських угідь. Проте з роками на тлі перманентної економічної кризи такі конче потрібні роботи згорталися: протягом 2001 р. в Україні вдалося здійснити необхідні контрзаходи на площі 11 тис. га, проведено залуження та перезалуження луків і пасовищ на 4,4 тис. га, вапнування кислих ґрунтів – на 3,8 тис. га. Великою проблемою для населення, що вплинула на якість життя, стало радіоактивне забруднення водних об’єктів, питної води. Щоб вирішити проблему забезпечення Києва якісною водою було прокладено новий водогін від Десни до Києва, а також підготовлено близько 60 свердловин для постачання населення міста чистою питною водою, частина з яких працює й досі. На середину 1990-х рр. Дніпро став головним шляхом виносу радіонуклідів із 30-кілометрової зони відчуження та вторинним джерелом надходжень радіонуклідів цезію й стронцію по водних харчових ланцюгах в організм людини.

Порівняно детально вивчено ліси навколо Прип’яті, де подекуди від опромінення хвойні дерева загинули ще у 1986 році. В структурі порід лісів зони відчуження переважають насадження сосни звичайної. Крайнім виразом радіобіологічної відповіді рослин була загибель сосен та ялин на території, котра отримала назву «Рудого лісу». «Гарячі частинки» випалювали під собою ямки, заглиблюючись у листки чи голочки хвойних. Дослідників особливо цікавили численні випадки генетичних змін рослин, що виявлялися у багатократному видовженні голок ялин, викривленні пагонів, зміні форми й кольору квітів багатьох рослин тощо. Рівнинна поверхня Полісся й відсутність голого ґрунту набагато зменшують вимивання всіх радіонуклідів. Початкові дози опромінення тут були дуже високими, про що свідчить наявність загиблих не лише голкових дерев, але й деяких листяних порід, як, наприклад, береза та вільха чорна. Середні значення поглинутих цими деревами доз перевищували 170 Гр. У цих місцях загинули різні види як рослин, так і тварин.

Виник своєрідний осередок природи в умовах антропогенної радіонуклідної аномалії, який необхідно зберегти як величезну територію, що разом з білоруським Поліським радіоекологічним заповідником набула значного потенціалу щодо відновлення. Необхідність збереження цієї унікальної території визнають усі зацікавлені сторони.

Були проведені досліди мікробіоценозів ґрунтів. Екологогігієнічну оцінку ґрунтів проводили по 8 показниках. З санітарно-показових бактерій визначали загальне мікробне обсеменіння (ЗМО), в одному грамі ґрунту, що були врощені в двох температурних режимах, 37 і 20 градусів Цельсія (алло- і аутохтонна мікрофлора). Співвідношення цих груп мікроорганізмів віддзеркалює ступінь органічного забруднення і інтенсивність процесів самоочищення ґрунту. Другим санітарно-показовим тестом слугували ендобактерії. Ці мікроорганізми мають властивість окислювати багато органічних сполук і, крім того, є патогенними і умовно патогенними для людини. Викликає інтерес також той факт, що грам-від'ємні бактерії більш чутливими до радіоактивного опромінення, ніж грам-позитивні і активно сорбують цезій - 137.

Серед інших показників обраних шести фізіологічних груп, що беруть участь в процесах самоочищення: кислотно-, лужно-утворюючі та нейтральні мікроорганізми вегетативних і спорових форм гетеротрофів. В останні роки з'явилося повідомлення про стимуляцію глюкозою метаболічної активності мікрофлори ґрунту в очищенні йодорадіоактивних відходів, що містять важкі метали. Результати проведених досліджень показали різноманітність мікробіологічних ценозів ґрунтів, що зазнали радіоактивного забруднення. Кількість ендобактерій в ґрунті більшості проб віднесені до мінімального (52%) і середнього рівня (37.2%) обсеменіння. Такі результати свідчать про незначне забруднення ґрунтів Зони відчуження ендобактеріями, та її відносно благосприятливий санітарний стан. Мікрофлору ґрунтів Зони відчуження можна використовувати як депо генофонду мікроорганізмів, що зазнали істотної зміни під дією радіації.

Дослідженнями, виконаними в Чорнобильській зоні відчуження, встановлено, що сформовані в умовах таких великих радіаційних аварій дози опромінення тварин і рослин можуть перевищувати дози опромінення людини в 10-300 разів. Таке співвідношення поглинених людиною й іншими об’єктами живої природи доз вимагає особливої уваги до радіаційного захисту не тільки людини, а і рослин, тварин та їхніх співтовариств. Радіаційні ефекти, виявлені на клітинному, організмовому і популяційному рівнях, не порушують загальної картини представленості флористичних і фауністичних комплексів. На території 30-км зони відчуження ЧАЕС об’єкти біоти – рослини, гриби, нижчі та вищі тварини, мікроорганізми та віруси зазнають хронічного впливу іонізуючого випромінювання.

Зростання частоти виявлення вірусів спостерігається на забрудненій радіонуклідами території Зони відчуження, у тому числі значно вища частота виявлення вірусів рослин для рослинності 30-км зони. В першу декаду після аварії спостерігались істотні зміни видового складу мікроорганізмів у різних місцезростаннях. Показано, що у бактерій за умов підвищеного рівня радіоактивних забруднень субстрату зростала швидкість утворення мутантних форм, що вказує на можливість появи більш радіостійких форм. Сформувались штами грибів, збагачених на вміст меланінів.

Біота найбільш забруднених водоймищ характеризується високим рівнем радіоактивного забруднення. У тканинах риб нагромаджується не тільки цезій-137, але й стронцій-90 й ізотопи плутонію і америцій, що спричиняє пошкодження репродуктивних тканин. У клітинах безхребетних тварин уражених водойм спостерігається підвищення рівню клітин з абераціями хромосом приблизно в 10 разів у порівнянні з «чистими» водоймами.

У амфібій та гризунів, котрі мешкають у Зоні відчуження, відбувається накопичення радіонуклідів у кістковій тканині, що призводить до розвитку дистрофічних перебудов в губчастих кістках, розшарування кісткових пластинок.

У поколіннях великої рогатої худоби, яка в перший рік аварії отримала дози біля 0,8 Гр•рік-1 (від 137Cs), спостерігається: зниження плодючості та підвищення смертності новонароджених,зміни генетичної структури у поколіннях за умов низькодозового опромінення співпадають з реакціями популяції на екстремальні впливи чинників іншої, нерадіаційної природи.

Основна відповідь тваринного організму на хронічну дію іонізуючого випромінювання полягає в відборі нових генних сполучень в наступних поколіннях.

За досліджуваний період площа покритої лісом території Зони зросла . Соснові ліси, насаджені в 50-х роках, зазнали значного самозрідження. Площі злуговілих перелогів значно звузилися. і значною мірою поступаються місцем молодим і середньовіковим березовим та осиковим лісам і гаями ( Додаток 6,7). Заплавні луги також поступово заміщуються широколистяними лісами.
Чисельність тваринного світу Зони стабілізується зі зсувом видового складу в бік лісових видів і збільшується кількість хижаків. Зберігається необхідність санітарно-епідеміологічного контролю переносників туляремії, сказу, лептоспірозу. Нині в зоні відчуження, де через істотне та катастрофічне забруднення повітря, ґрунтів і вод заборонено оселятися людям, живуть близько 400 видів тварин, птахів і риб, налічується 1200 видів флори, 60 з яких занесені в Червону книгу України, а 20 є рідкісними.

Видова насиченість рослинного покриву Зони відчуження після Чорнобильської катастрофи є досить високою. Деякі вчені вважають, що певні види, які сьогодні можна зустріти у зоні відчуження, не траплялись у цих районах до катастрофи. Інститутом ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України зафіксовано більше 40 видів нових для цієї території. Виник своєрідний осередок природи в умовах антропогенної радіонуклідної аномалії, який необхідно зберегти як величезну територію, що разом з білоруським Поліським радіоекологічним заповідником набула значного потенціалу щодо відновлення. Необхідність збереження цієї унікальної території визнають усі зацікавлені сторони.

За останнє десятиріччя відмічаються інтенсивні процеси заростання (заліснення) лук та перелогів Чорнобильської зони відчуження деревною рослинністю.

Різке зняття антропогенного тиску на відчужених територіях активізувало природні механізми самовідновлення і відродження лісо-болотних біогеоценозів, характерних для Київського Полісся. Відповідно до цих змін типів рослинності відновлюється кормова база травоїдних тварин та консументів вищих рангів, у зв’язку з чим формується новий видовий склад тваринного світу. Звісно щезли види тварин, які супроводжують людину.

В даний час у Зоні відчуження чисельність популяцій великих копитних – лося, дикого кабана та козулі європейської багаторазово перевершує доаварійні показники. Аналогічна картина спостерігається і для зайця-русака, мишоподібних гризунів, що, в свою чергу призвело до збільшення чисельності популяцій хижаків, зокрема вовка, лисиці, рисі європейської, для яких кормова база також значно більше доаварійної. Припинення функціонування осушувальних систем та їх заростання деревно-чагарниковою рослинністю в Зоні відчуження сприяло збільшенню чисельності бобра європейського. Поголів’я диких кабанів, популяція яких нараховує більше 7 тис. особин. На думку вчених, такий високий показник фауністичного різноманіття свідчить про сприятливі умови існування тварин на території Чорнобильської зони відчуження. В екосистемах Зони відчуження зустрічається понад 340 видів наземної та водної фауни хребетних. В тому числі близько 50 видів рибоподібних, 11 видів амфібій, 7 видів плазунів, біля 200 видів птахів і приблизно 70 видів ссавців. У період сезонних міграцій Зону відчуження відвідує ще близько 60 видів птахів. На даній території зустрічаються 37 видів птахів, занесених до «Червоної книги України», в тому числі скопа, підорлик малий, змієїд, орлан-білохвіст, червоний шуліка. Різко зросла чисельність ряду ссавців, яких тепер нараховується 66 видів. Зафіксовано 16 червонокнижних видів ссавців. З метою відновлення та збагачення багатства фауністичних комплексів до Зони відчуження було завезено 20 особин коня Пржевальського. (1998 р., «Червона книга України»), що виявилося сприятливим для їх ефективного розмноження в природному середовищі; вони успішно протистоять хижакам, їх чисельність поступово збільшується.

Для збереження та примноження біорізноманіття (Додаток 8) , вивчення екологічного стану зони відчуження було створено Чорнобильський радіаційно-екологічний біосферний заповідник. Він є базисом для надзвичайно важливого унікального природного експерименту не тільки в нашій країні, але й у всьому світі. Цей заповідник став важливим елементом «лабораторії просто неба», якою є вся зона відчуження і працює за такими напрямами:

- Природоохоронний – збереження у природному стані найбільш типових природних комплексів Полісся та природної різноманітності ландшафтів, генофонду тваринного і рослинного світу; підтримання загального екологічного балансу, що забезпечить підвищення бар’єрної функції зони відчуження й зони безумовного (обов’язкового) відселення; стабілізація гідрологічного режиму та реабілітація територій, забруднених радіонуклідами.

- Науково-дослідницький – екологічний моніторинг навколишнього природного середовища, інвентаризація об’єктів флори та фауни, екосистем; ведення Літопису природи; розроблення наукових рекомендацій щодо збереження і відтворення рідкісних видів рослинного і тваринного світу, відновлення природних екосистем; підготовка наукових матеріалів та рекомендацій, необхідних для провадження екологічної освітньо-виховної роботи та інших видів діяльності Заповідника.

- Інформаційно-просвітницький – поширення знань та підвищення обізнаності щодо цінностей біологічного й ландшафтного розмаїття Заповідника, формування екологічної свідомості й виховання поваги до природи.

Додаток 1.

Вигляд 4 енергоблоку Чорнобильської АЕС у 1986 році