Диссертация

Зная концентрации элементов и активность радионуклидов, мы можем оценить степень их воздействия на биоту и человека и рассчитать возможные риски, в том числе оценить суммарный риск от воздействия радионуклидов и экотоксикантов, используя принципы эквидозиметрии.

Объектам исследования являются почвы и донных отложения долина и дельты реки Нил и донных отложения прибрежных акватории Красного и Средиземного морей. Территории долины реки Нил и морских прибрежных акваторий Арабской Республики Египет (Красное и Средиземное моря) являются наиболее густонаселёнными регионами страны.

Целью диссертационной работы является изучение и оценка радиоэкологической и экотоксикологической ситуации на густонаселённых территориях долины реки Нил и морских прибрежных акваторий Египта.

Метода исследования: определение качественного состава и количественного содержания элементов проводили одним из самых передовых аналитических методов - нейтронно-активационным анализом (НАА). НАА – отличается высокой чувствительностью к содержанию определяющих элементов.

Полученные результаты: в ходе данной работы создана первая база данных по фоновым значениям содержания ТМ и ЕРН в почвах и донных отложениях Египта, которая в свою очередь помогает учёным из разных областей использовать эти данные для изучения влияния изменения климата на качество почв и отложений, и также на морскую среду. Количество элементов варьируется в каждом объекте исследования. Например, в долине реки Нил и его дельте общее количество элементов составило около 28 элементов; в Красном море около 43, и наконец в Средиземном море около 39 основных и микроэлементов. В текущей работе мы обнаружили наиболее загрязнённые места вдоль реки Нил и в его дельте, а также вдоль прибрежных районов Египта в Красном и Средиземном морях. Внедрение ГИС-технологий позволило локализовать населённые пункты Египта, подвергшиеся сильному загрязнению.

Исследования показали, что уровень содержания в изучаемых средах Ca, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Co, Zn, Zr и Hf более высок по сравнению с литературными данными. На юго-востоке Египта значительна массовая доля урана, тория, и редкоземельных элементов. Массовая доля Zr показала низкий уровень циркуляции или устойчивую добавку циркона, наводящую на мысль о нециклическом эффекте. Это может быть объяснено отсутствием нового дополнения качества осадконакопления с момента строительства Асуанской плотины, препятствующей поступлению наносов в долину реки Нил. Помимо этого, массовая доля U значительна на юге страны. Также можно утверждать, что элементы, содержащиеся в почвах, имеют происхождение от донных отложений, которые накопились из эфиопских высот, а в дельте Нил – также и из-за избыточного использования удобрений.

Высокие массовые доли (в порядке убывания Ca> Na> Br> Mg> Hf) были обнаружены в Красном море. Большое количество Cr и Sn обнаружено вдоль побережья Средиземного моря на севере Египта (озера Эльбруллус, Эль-Манзала, Идку и Мариут). По сравнению с литературными данными, массовые доли более значительны и соответственно представляют существенную опасность для человека.

На основании результатов данного исследования проводилась оценка потенциального экологического риска для человека и окружающей среды. Была проведена статистическая обработка массивов полученных данных для изучения вопроса происхождения элементов и их накопления и поведения. В том числе применялся метод главных компонентов PCA и положительная матричная факторизация PMF. Результаты данной работы использовались для расчёта разных типов риска. Это дает лучшее понимание концепции и толкования термина эквидозиметрия, как сочетания эффектов, вызванных воздействием радионуклидов и токсичных элементов.

Значительный вклад Th-232 обнаружен в районах египетского побережья Средиземного моря и в некоторых местах вдоль побережья Красного моря. Вероятно повышенное количество Th-232 связано с наличием черного песка на северо-западе и добычей фосфатов на юго-востоке Египта. Точно так же было замечено, что содержание U-238 выше в реке Нил и его дельте, чем в прибрежных районах морей. Эта особенность может быть объяснена физико-химическими свойствами глинистой почвы вокруг двух берегов реки и дельты и избыточным использованием удобрений в сельскохозяйственных целях. Такое же объяснение можно дать повышенной концентрации К-40 в речных и дельтовых отложениях и почве.

Были рассчитаны дозовые нагрузки для объектов исследования, самые высокие дозы были отмечены на юго-востоке Египта, Шарм-эль-Бахари и озёрах вдоль прибрежных районов Средиземного моря. Радиационные риски на всех исследуемых объектах близки между собой и значительно ниже среднего мирового допустимого уровня (0,29×10-3). Химиотоксикологические и эквидозиметрические риски более чем на три порядка перевешают мировые допустимые уровни (10-6–10-4) и (3.0×10-4 - 1.3×-3) от всех хемотоксикантов для каждого объекта, соответственно. Наибольше превышение рассчитанных рисков наблюдаются в почвах и донных отложениях долины Нила и наименьше в прибрежных акваториях морей. Основная опасность для человека на исследуемых территориях исходит от хемотоксикантов. Вместе с тем, чтобы учесть совокупное влияние радиационного и химиотоксикологического рисков должна быть внедрена концепция эквидозиметрии.

Область применения: работа представляет интерес и полезна для исследователей в различных дисциплинах, таких как физика, химия, статистика, политология, инженерное дело, агрономия, для уполномоченных органов, в области рыболовства и океанографии, а также для специалистов Министерства окружающей среды