Актуальность
С целью определения радиоэкологического состояния земель бывшего Семипалатинского испытательного полигона (СИП), а также для эффективного использования незагрязненной его части, с 2008 по 2021 год Национальным ядерным центром Республики Казахстан (НЯЦ РК) выполнены самые масштабные в истории Казахстана работы по обследованию СИП – комплексное экологическое обследование его территории. Результаты работ получили признание экспертов Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ), которые высоко оценили степень их достоверности, уместности выводов и рекомендаций, и дали соответствующее заключение. В результате определены сверхнормативно-загрязненные земли, которые подлежат ограничению и условно чистые территории – пригодные к передаче в хозяйственный оборот. 5 июля 2023 года подписан закон № 16-VIII ЗРК «О Семипалатинской зоне ядерной безопасности», положениями которого предусмотрено обеспечение ядерной и радиационной безопасности на загрязненных участках полигона и создание условий для передачи в хозяйственный оборот пригодных земель полигона.
Цель настоящей Программы является логичным продолжением комплексного экологического обследования и заключается в разработке научно-прикладного обоснования устойчивого управления земельными ресурсами и водными объектами территории бывшего СИП, расположенными на участках, планируемых к передаче в народно-хозяйственный оборот, позволяющем обеспечить экологическую безопасность населения.
Исследования в рамках Программы будут включать геохимические изыскания, изучение водных объектов, а также проведение экотоксикологических и медико-биологических исследований. При этом особое внимание будет уделено получению новых данных содержания естественных радионуклидов и тяжелых металлов, эпидемиологическому составу объектов водопользования и уровню мутагенеза у местного населения, исследование которых не входило в ранее проведенное комплексное экологическое обследование СИП. Полученные результаты и, имеющийся у НЯЦ РК, грандиозный научный задел будут направлены на разработку научно-методологических основ управления, оценки и картографирования природных систем, загрязненных радионуклидами. Для этого будут разработаны и созданы разномасштабные оценочно-прикладные карты территорий бывшего полигона, которые лягут в основу рекомендаций по административно-правовому решению вопроса перевода земель в категорию «земли сельскохозяйственного назначения», что соответствует стратегически важной государственной задаче обеспечения радиационной безопасности населения, а также будет дополнительным обоснованием при определении границ Семипалатинской зоны ядерной безопасности. Впервые будет разработано и создано Web-приложение по устойчивому управлению земельными ресурсами и водными объектами территории бывшего Семипалатинского испытательного полигона, расположенными на участках, планируемых к передаче в народно-хозяйственный оборот. Данный электронный ресурс станет единственной платформой, включающей максимально обширную информацию, посвященную данному вопросу, наличие которого будет иметь существенный социальный эффект, снизит радиофобию и повысит экономическую привлекательность региона. При этом разработка рекомендаций по минимизации негативного радиационного влияния на население природных объектов на территории бывшего полигона и оценка их эффективности, а также эффективности мероприятий по минимизации возможных рисков загрязнения производимых продуктов животноводства на территории бывшего полигона или в прилегающей зоне обеспечат существенный социальный и экономический эффект и окажут положительное влияние на развитие экологической науки в национальном и международном масштабах.
Цель Программы – Разработать научно-прикладное обоснование устойчивого управления земельными ресурсами и водными объектами территории бывшего Семипалатинского испытательного полигона, расположенными на участках, планируемых к передаче в народно-хозяйственный оборот, позволяющее обеспечить экологическую безопасность населения.
Ожидаемые результаты
Прямые результаты:
– научно-прикладное обоснование устойчивого управления земельными ресурсами и водными объектами территории бывшего Семипалатинского испытательного полигона, расположенными на участках, планируемых к передаче в народно-хозяйственный оборот, позволяющее обеспечить экологическую безопасность населения, которое будет реализовано в форме научных отчетов, серии оценочно-картографических моделей, научных статей и созданного Web-приложения;
– разработаны научно-обоснованные мероприятия по минимизации негативного радиационного влияния на население природных объектов на территории бывшего Семипалатинского полигона;
Конечный результат:
В результате осуществления данной Программы будут разработаны рекомендации по минимизации негативного радиационного влияния на природные объекты на СИП и мероприятия по минимизации возможных рисков на население, проживающих на его территории или в прилегающей зоне, создано Web-приложение по устойчивому управлению земельными ресурсами и водными объектами территории бывшего Семипалатинского испытательного полигона, расположенными на участках, планируемых к передаче в народно-хозяйственный оборот. Результаты Программы способствуют улучшению состояния окружающей среды на территории СИП и, тем самым, увеличивает интенсивность использования земельных ресурсов и водных экосистем в народном хозяйстве.
Экономический эффект. Полученные в ходе выполнения Программы материалы обеспечат эффективное использование ресурсов земли на территории СИП и обеспечат научно-обоснованное развитие сельскохозяйственной отрасли для будущего безопасного применения земельных и водных ресурсов. Мероприятия по минимизации рисков здоровья населения повысят производительность труда, что, тем самым, позволит увеличить доход для роста индустрии.
Экологический эффект. В ходе реализации Программы будут разработаны и проведены меры по охране окружающей среды – рекомендации для минимизации радиационного влияния на земельные и водные объекты, снижение радиационного риска здоровью населения, также полученные результаты обеспечат рациональное использование земельных и водных ресурсов для сельскохозяйственного природопользования; сохранение биоразнообразия на территории СИП и прилегающих к нему районов.
Социальный эффект. Результаты исследований данной Программы позволят улучшить социальную среду и повысить качество жизни населения, увеличить продолжительность жизни путем минимизации риска здоровью и улучшения продуктивности сельскохозяйственных земель.
Целевые потребители полученных результатов: государственные органы; казахстанские научные организации, занимающие проблемами загрязнения окружающей среды и их последствиями; ВУЗы; медицинские учреждения; государственные республиканские и территориальные управленческие структуры; общественные организации, эксперты в области охраны окружающей среды, экологии. В глобальном масштабе потенциальными потребителями могут быть государства, развивающие атомную энергетику, и имеющие неблагоприятные последствия деятельности предприятий ядерного топливного цикла (Япония, Россия, Украина, Беларусь) или же территории с неблагоприятной радиационной обстановкой вследствие проведения ядерных испытаний (Казахстан, Россия, США, Китай, Франция).
В результате реализации программы будут обеспечены:
1) Публикация 5 (пяти) статей и (или) обзоров в рецензируемых научных изданиях по научному направлению Программы, входящих в 1 (первый), 2 (второй) и (или) 3 (третий) квартиль по импакт-фактору в базе данных Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе данных Scopus не менее 50 (пятидесяти).
2) Публикация 7 (семи) статей в журналах, рекомендованных КОКНВО.
3) Публикация 1 (одной) монографии или учебного пособия в зарубежных и (или) казахстанских издательствах;
4) Получение не менее 1 (одного) патента в зарубежных патентных бюро (европейском, американском, японском) или не менее 1 (одного) зарубежного или международного патента, включенного в базу данных Derwent Innovations Index (Web of Science, Clarivate Analytics) либо не менее 3 (трех) объектов интеллектуальной собственности, зарегистрированных в Национальном Институте интеллектуальной собственности Республики Казахстан.
Основные результаты НИР
По результатам проведенных исследований по 4 задачам в 2023 году получены следующие результаты:
Задача: «Проведение на территории бывшего Семипалатинского испытательного полигона геохимических исследований».
Проведен анализ имеющихся данных загрязнения радионуклидами и тяжелыми металлами СИП. Установлено, что в настоящее время на территории СИП наиболее значимыми с точки зрения радиационного загрязнения объектов окружающей среды и формирования внутреннего и внешнего облучения следует считать 137Cs, 90Sr, 239+240Pu, 241Am, а также 3H в воде. Выявлены источники загрязнения радионуклидами. Основной вклад в формирование радиоактивной обстановки на дневной поверхности на территории СИП (вне испытательных площадок) внесли атмосферные ядерные испытания. Определено, что в границах полигона и на прилегающих территориях имеется более 300 рудопроявлений, а также около 30 месторождений полезных ископаемых. Наличие повышенного содержания тяжелых металлов и токсичных элементов в почве установлено для площадки «Дегелен» и прилегающих участках. Полученные данные будут положены в основу более детального изучения геохимических особенностей СИП, в том числе выявления динамики изменения концентраций исследуемых элементов во времени и пространстве и проведения зонирования исследуемых участков по типу и уровню загрязнения.
Задача: «Изучение водных объектов, расположенных как на территории бывшего Семипалатинского испытательного полигона, так и в близлежащих зонах».
На основе анализа имеющихся данных относительно водных объектов, расположенных как на территории СИП, так и в близлежащих зонах, установлено порядка 265 водных объекта, которые, в свою очередь, являются действующими либо потенциальными объектами водопользования. Присутствия искусственных радионуклидов в количествах, превышающих значения УВ для питьевой воды на условно «фоновых» территориях не зафиксировано, однако в воде 7 скважин зафиксированы численные значения по содержанию 3Н в диапазоне от 20 до 110 Бк/кг, что превышает «фоновые» концентрации в воде водных объектов Восточно-Казахстанской области, но на 1-2 порядка ниже УВ. Также 3Н является основным загрязняющим радионуклидом вод ручьев площадки «Дегелен», в среднем на порядок превышающий УВ. При этом численные значения 90Sr зафиксированы в воде ручьев Карабулак, Узынбулак, Токтакушык и Байтлес, содержание137Cs и 239+240Pu – находится ниже предела обнаружения используемого аппаратурно-методического обеспечения (<0,01 и <0,4×10-3 Бк/кг, соответственно). По определенным химическим показателям (степень жесткости, минерализации, Cl-, SO42-) определено, что воды некоторых водных объектов не пригодны для использования в хозяйственно-питьевых целях.
Задача: «Проведение экотоксикологических и медико-биологических исследований».
Выявлено, что в условиях лугового биогеоценоза накопление радионуклидов исследуемыми видами растений изменяется в широких пределах. Диапазон значений Кн 90Sr составляет один порядок, 137Cs – достигает трех. Оценочные значения Кн 241Am в среднем не превышают десятых, Кн 239+240Pu находятся в пределах от 0,0001 до 0,01. Для степных экосистем накопление радионуклидов растениями характеризуется также высокой вариабельностью. В среднем, минимальное накопление всех рассмотренных радионуклидов растениями отмечается в эпицентрах непосредственного проведения наземных испытаний, далее увеличивается по «следам» ближних радиоактивных выпадений и на условно «фоновых» территориях. Количественные данные содержания 3Н в растениях на площадке «Дегелен» достигают 41 кБк/кг, в районе реки Шаган – до 79 кБк/кг. Параметры перехода радионуклидов в организм диких животных получены в основном для мышевидных грызунов и ящериц, по другим представителям фауны – единичные данные. Определен населенный пункт для формирования генеральной выборки группы соответствующий критериям исследования – село Саржал, единственной административной единицы Саржалского сельского округа Абайского района, области Абай. Определена методика микроядерного тестирования.
Задача: «Разработать научно-методологические основы управления, оценки и картографирования природных систем, загрязненных радионуклидами».
Определены первичные данные, необходимые для разработки научно-методологической основы управления, оценки и картографирования природных систем, загрязненных радионуклидами. Приняты следующие тематические блоки (наборы слоев) ГИС-проекта, характеризующие полное представление о полигоне: границы СИП и площадок; топография (топографическая основа, растровые изображения); места проведения ядерных и других испытаний; хозяйственная деятельность на СИП; водные объекты; растительность; почвы; геология; радиационные характеристики объектов окружающей среды; другие характеристики объектов окружающей среды. Разработаны разномасштабные оценочно-прикладные карты радионуклидного загрязнения территорий бывшего полигона (для радионуклидов 137Cs и 241Am) и отдельных испытательных площадок (на примере «Сары-Узень»), а также схема распределения годовой эффективной дозы. Определен массив необходимых данных, который будет задействован для разработки Web-приложение по устойчивому управлению земельными ресурсами и водными объектами территории бывшего Семипалатинского испытательного полигона, расположенными на участках, планируемых к передаче в народно-хозяйственный оборот.