М. М. Taлерко1, Т. Д. Лев1, С. I. Kiреєв2, В. О. Кашпур1, Г. Г. Кузьменко1
1Інститут проблем безпеки АЕС НАН України,
вул. Лисогірська, 12, Київ, 03028, Україна
2Державне спеціалізоване підприємство “Екоцентр”,
вул. Шкільна, 6, Чорнобиль, 07270, Україна
DOI: doi.org/10.31717/2311-8253.19.2.7
Анотація
Наведено результати моделювання розповсюдження радіоактивних аерозолів, які потрапили в атмосферу в результаті пожежі на ділянках лісу в Чорнобильській зоні відчуження (у районі СВЯП-2) у період 5–8 червня
2018 р. Для оцінки її наслідків було використано комплекс моделей Інституту проблем безпеки АЕС НАН України, який включає мезомасштабну модель прогнозу погоди WRF, модель формування конвективного струменя над площею пожежі та лагранжово-ейлерову дифузійну модель LEDI атмосферного перенесення радіонуклідів та їхнього осадження на підстильну поверхню. Модельні розрахунки розповсюдження радіоактивних продуктів горіння виконано на відстані до 100 км від району пожежі. Наведено результати пробовідбору зразків лісової підстилки, що вигоріла, та верхнього шару ґрунту, виконаних з метою оцінки запасів активності на двох ділянках пожежі. Середнє значення щільності забруднення поверхні 137Cs становило близько 2,85 MБк/м2 (за варіабельності значень від 1,02 до 5,40 MБк/м2). Потужність експозиційної дози на ділянках, що вигоріли, варіювала від 0,288 до 1,38 мР/год. Згідно з розрахунками максимальне значення активності 137Cs у приземному повітрі в Києві в окремі періоди пожежі могло досягати близько 1 мБк/м3, у Чорнобилі – біля 10 мБк/м3. Отримані результати в цілому узгоджуються з даними вимірювань активності 137Cs у повітрі, що проводились мережею постів автоматизованої системи контролю радіаційної обстановки (АСКРО) ДП «Екоцентр», а також даними пробовідбору повітря в с. Міла Київської області (результати Державного науково-технічного центру з ядерної та радіаційної безпеки). Виділено основні проблеми моделювання вторинного забруднення повітря радіоактивними аерозолями внаслідок лісових пожеж на радіоактивно забрудненій території, що потребують подальшого уточнення при удосконаленні відповідних моделей, а саме: а) інтеграція моделей атмосферного переносу радіонуклідів з моделями розповсюдження фронту пожежі на території, що горить; б) оцінка частки активності, що підіймається в повітря при пожежі, від загального запасу радіонуклідів у лісовій або трав’яній ділянці; в) оцінка ефективної висоти підйому димового струменя над територією пожежі; г) параметризація розподілу аерозольних часток – продуктів горіння за розмірами.
Ключові слова: лісові пожежі, ресуспензія, радіонукліди, атмосферне перенесення, моделювання, Зона відчуження.
Список використаної літератури
1. Hao W. M., Bondarenko O. O., Zibtsev S., Hutton D. (2009). Vegetation fires, smoke emissions, and dispersion of radionuclides in the Chernobyl Exclusion Zone. Dev. Environ. Sci., vol. 8, pp. 265–275.
2. Yoschenko V. I., Kashparov V. A., Protsak V. P., Lundin S. M., Levchuk S. E., Kadygrib A. M., Zvarich S. I., Khomutinin Yu. V., Maloshtan I. M., Lanshin V. P., Kovtun M. V., Tschiersch J. (2006). Resuspension and redistribution of radionuclides during grassland and forest fires in the Chernobyl exclusion zone: Part I. Fire experiments. J. Env. Rad., vol. 86, pp. 143–163.
3. Goldammer J. G., Каshparov V., Zibtsev S., Robinson S. (2015). Best practices to combat wildfires in contaminated areas and recommendations on firemen safety under fires on the radioactive contaminated territories. Global Fire Monitoring Center (GFMC), Freiburg — Basel — Кyiv. (in Russ.)
4. Kashparov V. A., Zhurba M. A., Kireev S. I., Zibtsev S. V., Myronyuk V. V. (2015). Evaluation of expected exposure doses for fire-fighting participants in the Chernobyl exclusion zone in April 2015. Nuclear Physics and Atomic Energy,
vol. 16, no. 4, pp. 399–407. (in Russ.)
5. Garger E. K., Kashpur V. A., Skoryak G. G., Gora A. D., Kurochkin A. A., Lisnichenko V. (2004). Aerosol radioactivity and disperse structure at the Chernobyl NPP during the period of forest fires. Agroecol. J.,
vol. 3, pp. 6–12. (in Russ.)
6. Kulan A. (2006). Seasonal 7Be and 137Cs activities in surface air before and after the Chernobyl event. J. Env. Rad., vol. 90, pp. 140–150.
doi: 10.1016/j.jenvrad.2006.06.010.
7. Lujaniene G., Šapolaite J., Remeikis V., Lujanas V., Jermolajev A., Aninkevicius V. (2006). Cesium, americium and plutonium isotopes in ground level air of Vilnius. Czechoslovak Journ. Physics, vol. 56(D), pp. D 55-D 61.
doi: 10.1007/s10582-006-1077-3.
8. Evangeliou N., Balkanski Y., Cozic A., Hao W. M., Mouillot F., Thonicke K., Paugam R., Zibtsev S., Mousseau T. A., Wang R., Poulter B., Petkov A., Yue C., Cadule P., Koffi B., Kaiser J. W., Møller A. P. (2015). Fire evolution in the radioactive forests of Ukraine and Belarus: future risks for the population and the environment. Ecol. Monogr., vol. 85 (1), pp. 49–72.
9. Kashparov V. A., Lundin S. M., Kadygrib A. M., Protsak V. P., Levtchuk S. E., Yoschenko V. I., Kashpur V. A., Talerko N. N. (2000). Forest fires in the territory contaminated as a result of the Chernobyl accident: radioactive aerosol resuspension and exposure of fire-fighters. J. Env. Rad., vol. 51, pp. 281–298.
10. Yoschenko V. I., Kashparov V. A., Levchuk S. E., Glukhovskiy A. S.,
Khomutinin Yu. V., Protsak V. P., Lundin S. M., Tschiersch J. (2006). Resuspension and redistribution of radionuclides during grassland and forest fires in the Chernobyl exclusion zone: Part II. Modeling the transport processes. J. Env. Rad., vol. 86, pp. 260–278.
11. Evangeliou N., Zibtsev S., Myroniuk V., Zhurba M., Hamburger T., Stohl A., Balkanski Y., Paugam R., Mousseau T. A., Møller A. P., Kireev S. I. (2016). Resuspension and atmospheric transport of radionuclides due to wildfires near the Chernobyl Nuclear Power Plant in 2015: An impact assessment. Scientific Reports, vol. 6: 26062. doi: 10.1038/srep26062.
12. Hohl A., Niccolai A., Oliver C., Melnychuk D., Zibtsev S., Goldammer J. G., Petrenko M., Gulidov V. (2012). The human health effects of radioactive smoke from a catastrophic wildfire in the Chernobyl Exclusion Zone: A worst case scenario. J. Earth Bioresources and Life Quality, vol. 1, pp. 1–34.
13. Evangeliou N., Balkanski Y., Cozic A., Hao W. M., Møller A. P. (2014). Wildfires in Chernobyl-contaminated forests and risks to the population and the environment: A new nuclear disaster about to happen. Environ. Int.,
vol. 73, pp. 346–358.
14. Bogorad V., Lytvynska T., Shevchenko I., Dybach A., Slepchenko O. (2016). Radiation consequences of a fire in the Exclusion zone of the Chernobyl nuclear power plant. Nuclear and Radiation Safety, vol. 69, no. 1, pp. 64–68. (in Russ.)
15. Kovalets I. V., Romanenko A. N., Anulich S. N., Ievdin I. A. (2015). Forecasting of the radioactive contamination by Cs-137 following fires in Chernobyl Exclusion Zone in April-May, 2015. Proceedings of the Decision Support Systems, Theory and Practice Conference (DSS 2015), June 2015, Kiev, Ukraine, pp. 62-65,
doi: 10.13140/RG.2.2.20098.79047.
16. Mandel J., Beezley J. D., Kochanski A. K. (2011). Coupled atmosphere-wildland fire modeling with WRF 3.3 and SFIRE 2011. Geosci. Model. Dev.,
vol. 4, pp. 591–610.
17. Ager A. A., Lasko R., Myronuik V., et al. (2019). Managing wildland fire risk and radionuclide resuspension in areas contaminated by the Chernobyl reactor explosion. Sci. Total Environ. (in press).
18. Amiro B. D., Sheppard S. C., Johnston F. L., Evenden W. G., Harris D. R. (1996). Burning radionuclide question: What happens to iodine, cesium and chlorine in biomass fires. Sci. Total Environ., vol. 187, pp. 93–103.
19. Horrill A. D., Kennedy V. H., Paterson I. S., McGowan G. M. (1995). The effect of heather burning on the transfer of radiocaesium to smoke and the solubility of radiocaesium associated with different types of heather ash. J. Env. Rad.,
vol. 29, pp. 1–10.
20. Wotawa G., De Geer L.-E., Becker A., D’Amours R., Jean M., Servranckx R., Ungar K. (2006). Inter- and intra-continental transport of radioactive cesium released by boreal forest fires. Geophys. Res. Lett., vol. 33, p. L12806.
doi: 10.1029/2006GL026206.
21. Hollаnder W., Garger E. (Eds.) (1996). Contamination of surfaces by resuspended material. Experimental collaboration project No 1, Final report,
EUR 16527, Office for Official Publications of the European Communities, Luxembourg.
22. Final information on the radiation situation in the Exclusion zone during a fire in 05.06.2018–08.06.2018 (2018). SSE “Ecocenter”, Chornobyl, 7 p. (in Russ.)
23. WRF Portal. Earth System Research Laboratory. Available at: http://esrl.noaa.gov/gsd/wrfportal.
24. European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF). Available at: http://apps.ecmwf.int/datasets/data/era40-daily/levtype=pl.
25. Bogorad V., Bielov Y., Kyrylenko Y., Lytvynska T., Poludnenko V., Slepchenko O. (2018). Forecast of the consequences of a fire in the Chernobyl exclusion zone:
a combination of the hardware of the mobile laboratory RanidSONNI and computer technologies DSS RODOS. Nuclear and Radiation Safety,
vol. 79, no. 3, pp. 10–15. (in Russ.)
