Анотація до роботи:

Петрусенко В. П. Моделювання міграції радіонуклідів у типових схилових та гірських екосистемах України. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.01 – екологічна безпека. – Національний авіаційний університет, Київ, 2009.

У дисертації розглянуто моделювання радіоекологічних процесів у схилових та гірських екосистемах. Для аналізу екологічної безпеки у типових схилових та гірських екосистемах створені блок-схеми екосистем. З натурних даних та на основі теоретичного аналізу вибрані параметри швидкостей переходів полютанту (Cs-137). На цій основі проведено моделювання процесів міграції та перерозподілу радіонуклідів у екосистемах методом камерних моделей. Показано, що схилова та гірська екосистеми активно і досить швидко перерозподіляють радіонукліди. Найбільшу екологічну небезпеку становлять випадки, коли початковому забрудненню підпадає значна частина схилу. Тому, за допомогою моделювання можна оцінити та спрогнозувати динаміку розподілу радіонуклідів у таких екосистемах та встановити можливі дозові навантаження на людей, що використовують ці екосистеми.

Для аналізу ефективності контрзаходів щодо захисту екосистем від радіоактивного забруднення створена блок-схема схилової екосистеми. Проведено моделювання процесів міграції радіонуклідів в схилових екосистемах методом камерних моделей з використанням контрзаходів. Результати моделювання дозволяють оцінити та обрати оптимальний алгоритм вибору контрзаходів.

Розроблені камерні моделі типових схилових екосистем дозволили нам провести оцінку колективної дози та радіаційних ризиків для населення, що використовує ці екосистеми. На цій основі проведено розрахунок очікуваних збитків від дозових навантажень і оцінку колективних та індивідуальних ризиків та збитків. Запропоновано алгоритм та схему страхового захисту населення для даного типу екосистем. Показано, що даний алгоритм може бути застосований для страхового захисту людей в інших типах екосистем та радіаційних ситуаціях.

1. В даній роботі був реалізований новий перспективний напрямок радіоекології – розробка циклу камерних моделей щодо міграції радіонуклідів у типових екосистемах України з використанням інтегральних оцінок частки радіонуклідів, що переходять з камери до камери. Реалізація цього підходу дозволила встановити взаємозв’язок між основними вхідними та вихідними швидкостями, що описують взаємозв’язок між компонентами екосистеми, кількісно оцінити параметри моделі та скласти прогноз міграції радіонуклідів для різних швидкостей переходу радіонуклідів із камери в камеру.

2. Вперше проведено моделювання міграції радіонуклідів для найбільш типових екосистем України – схилових, гірських та прибережних зон України. Результати моделювання показали, що такі екосистеми характеризуються досить високими швидкостями розподілу і перерозподілу радіонуклідів, тому складають високу екологічну небезпеку регіонів України. Це дозволило обчислити величини прогнозованих колективних та індивідуальних доз опромінення населення, що використовують дані екосистеми. Сама величина колективної дози найбільш адекватно характеризує ступінь екологічної небезпеки території.

3. Для обраних типових екосистем України побудовано відповідні блок-схеми, вибрані параметри взаємозв’язку між камерами, за допомогою яких встановлені характер і динаміка розподілу радіонуклідів елементами екосистеми. Розглянуті різні варіанти швидкостей переходу радіонуклідів із камери в камеру. Це дозволило підрахувати значення персональних радіаційних ризиків населення в залежності від зміни швидкостей параметрів моделі екосистем.

4. Результати моделювання міграції радіонуклідів вперше показали суттєву різницю між розподілом радіоактивних речовин у різних типах екосистем, характерних для України. Схилові екосистеми мають помітну динаміку перерозподілу радіонуклідів від 11 до 33 % від запасу радіонуклідів у екосистемі.

5. Вперше показано, що вибір оптимальної стратегії проведення захисних заходів (контрзаходів) для мінімізації радіаційних ризиків повинен ґрунтуватися на аналізі та прогнозі радіаційної ситуації в різних типах екосистем та визначення тенденції в її зміні. Це зумовлює визначення прогнозованих оцінок вмісту, кількості радіонуклідів в основних структурних одиницях екосистем та оцінки ефективності контрзаходів. Отримані результати показують, що динамічні моделі, які описують основні особливості дії контрзаходів, можуть бути зручним та ефективним інструментом для оцінки необхідності проведення контрзаходів та обґрунтування оптимальних стратегій їх застосування.

6. Результати моделювання радіоекологічних процесів методом камерних моделей у екосистемах схилів надають можливість вибору ефективної системи контрзаходів. Проведені дослідження вперше показали, що найбільш ефективним із запропонованих контрзаходів на пізніх строках аварії є облаштування, зокрема, підпірної стінки та дороги між узліссям та лукою типової схилової екосистеми.

7. Дослідження моделей типових схилових, гірських екосистем України показали стійкість цих екосистем за Ляпуновим з достатнім запасом стійкості. Це дозволяє застосовувати метод камерних моделей для опису і міграції радіонуклідів будь-якими екосистемами України.

8. Вперше розглянуто можливість застосування методу страхового захисту як ефективного засобу управління екологічними ризиками в екосистемах. Для ефективного застосування страхового захисту населення потрібна чітка реконструкція доз опромінення населення постраждалих регіонів України. Моделювання радіоекологічних процесів методом камерних моделей дозволяє отримати набір таких моделей для прогнозу та динаміки формування доз і ризиків для населення.

Публікації автора:

Статті у наукових фахових виданнях:

1. Петрусенко В. П. Оцінка і прогноз розподілу радіонуклідів у типовій екосистемі схилів для ландшафтів України / В. П. Петрусенко, Ю. О. Кутлахмедов // Вісник НАУ. – 2006. – № 2. – С. 134–136. Особистий внесок: розробка моделі екосистеми схилів, аналіз результатів моделювання міграції радіонукліда у вибраній екосистемі.

2. Петрусенко В. П. Аналіз ефективності контрзаходів для захисту екосистем на схилових ландшафтах методом камерних моделей / В. П. Петрусенко, Ю. О. Кутлахмедов // Вісник НАУ. – 2006. – № 4. – С. 163–165. Особистий внесок: розробка моделювання контрзаходів у екосистемі схилів, аналіз та вибір оптимальної системи контрзаходів.

3. Петрусенко В. П. Моделювання радіоекологічних процесів у гірських екосистемах, характерних для України / В. П. Петрусенко, Ю. О. Кутлахмедов // Вісник НАУ. – 2007. – № 1. – С. 14 –17. Особистий внесок: розробка моделі гірської екосистеми, аналіз результатів моделювання міграції радіонукліда у вибраній екосистемі.

4. Петрусенко В. П. Аналіз стійкості динамічної моделі екосистеми щодо міграції радіонуклідів / В. П. Петрусенко, І. П. Шмаков, Ю. О. Кутлахмедов // Ядерна фізика та енергетика. Інститут ядерних досліджень. – Київ. – 2008. – № 2. – С. 73–77. Особистий внесок: аналіз стійкості математичної моделі схилової екосистеми.

Патент

5. Пат. 31886 Україна, МПК G 06 Q 50/00. Спосіб визначення параметрів стану екологічної безпеки екосистеми : Пат. 31886 Україна, МПК G 06 Q 50/00 Кутлахмедов Ю. О., Криворотько В. М., Родіна В. В., Матвєєва І. В., Петрусенко В. П., Галяткіна Т. М., Тихенко О. М. (Україна) ; Національний авіаційний університет ; Інститут міського господарства. – № u 2007 14048 ; Завл. 14.12.2007 ; Опубл. 25.04.2008, Бюл. № 8 (2008). – 2 с.

Тези конференцій

6. Петрусенко В. П. Застосування методу камерних моделей для оцінки і прогнозу розподілу радіонуклідів у типових схилових екосистемах України / В. П. Петрусенко, Ю. О. Кутлахмедов // Екологічні проблеми регіонів України : матеріали VIII Всеукр. наук. конф. студентів, магістрантів і аспірантів (Одеса,
   19–20 квіт. 2006 р.). – Одеса : ОДЕКУ, 2006. – С. 196–197.

7. Петрусенко В. П. Дослідження ефективності контрзаходів по захисту екосистем від радіоактивного забруднення ландшафтів методом камерних моделей / В. П. Петрусенко, Ю. О. Кутлахмедов // Авіа – 2006 : матеріали VII міжнар. наук.- техн. конф. – К. : НАУ, 2006. – Т. 2. – С. 32–35.

8. Петрусенко В. П. Моделювання та управління радіоекологічними процесами в схилових екосистемах для мінімізації ризику / В. П. Петрусенко //
   I Всеукраїнський з’їзд екологів : матеріали наук.-практ. конф. (Вінниця, 4–7 жовт., 2006 р.). – Вінниця : УНІВЕРСУМ – Вінниця, 2006. – С. 98.

9. Петрусенко В. П. Разработка и применение модифицированного метода камерных моделей в радиоэкологии / В. П. Петрусенко, И. В. Матвеева, Т. В. Галяткина, Ю. А. Кутлахмедов // Биоразнообразие. Экология. Адаптация : материалы III Междунар. конф. молодых ученых (Одесса, 15–18 мая 2007 г.). – Одесса : Печатный дом, 2007. – С. 258–259.

10. Петрусенко В. П. Дослідження ефективності застосування контрзаходів по захисту схилових екосистем від радіоактивного забруднення / В. П. Петрусенко // Екологічна безпека техногенно-перевантажених регіонів та раціональне використання надр : матеріали Міжнар. наук.-практ. конф. (Коктебель, 4–8 черв. 2007 р.). – К. : НПЦ “Екологія. Наука. Техніка”, 2007. – С. 143–146.

11. Петрусенко В. П. Оцінка динаміки поведінки радіонукліда в гірських екосистемах / В. П. Петрусенко // ПОЛІТ-2007 : матеріали VII Міжнар. наук. конф. студентів та молодих учених. – К. : НАУ, 2007. – С. 182.

12. Матвеева И. В. Применение теории радиоемкости и камерных моделей при исследовании разного типа экосистем / И. В. Матвеева, В. П. Петрусенко, Т. В. Галяткина, О. И. Тихенко, В. М. Криворотько // Міжнародні Новорічні читання : зб. наук. праць. – Миколаїв : МДУ імені В. О. Сухомлинського, 2007. – Вип. 7. – С. 195–198.

13. Кутлахмедов Ю. А. Моделирование процессов распределения и перераспределения радионуклидов в различных типах екосистем и оценка экологического риска для биоты / Ю. А. Кутлахмедов, В. В. Родина, И. В. Матвеева, В. П. Петрусенко, В. М. Криворотько // Техногенные системы и экологический риск : материалы V региональной науч. конф. (Обнинск, 25–26 апр. 2008 г.). Обнинск, 2008. – С. 71–75.

14. Кутлахмедов Ю. О. Особливості міграції та перерозподілу радіонуклідів у гірських екосистемах / Ю. О. Кутлахмедов, В. П. Петрусенко // Матеріали Міжнар. наук.-практ. конф. “Екологічні проблеми техногенно-навантажених регіонів”, присвяченої 10-річчю кафедри екології. – Дніпропетровськ : Національний гірничий університет, 2008. – С. 71–73.

15. Кутлахмедов Ю. О. Теория и модели радиоемкости в современной радиоэкологии / Ю. О. Кутлахмедов, В. И. Корогодин, В. В. Родина, И. В. Матвеева, В. П. Петрусенко, А. Г. Саливон, А. Н. Леньшина // Междунар. конф. “Радиоэкология : итоги, современное состояние и перспективы” (Москва, 3–5 июня 2008 г.) : сб. материалов / под ред. Р. М. Алексахина. – Обнинск : Фабрика овсетной печати, 2008. – С. 177–193.

16. Петрусенко В. П. Моделювання та оцінка розповсюдження прибережними екосистемами / В. П. Петрусенко, Ю. О. Кутлахмедов, В. М. Криворотько // Матеріали третьої наук.-практ. конф. “Моніторинг навколишнього природного середовища : науково-методичне, нормативне, технічне, програмне забезпечення”. – К. : НПЦ “Екологія. Наука. техніка”, 2008. – С. 94–96.

17. Петрусенко В. П. Екологічне страхування як стимул до підвищення безпеки виробництва та природокористування / В. П. Петрусенко, І. В. Матвєєва, В. М. Криворотько, Ю. О. Кутлахмедов // Матеріали четвертої наук.-практ. конф. “Екологічна безпека техногенно перевантажених регіонів. Оцінка і прогноз екологічних ризиків”. – К. : НПЦ “Екологія. Наука. техніка”, 2008. – С. 84–86.