Радиоактивное заражение и здоровье человека

I. Анализ последствий аварии на Чернобыльской АЭС при помощи ГИС и методов пространственной статистики

26 апреля 1986 г. на Чернобыльской АЭС возникла неуправляемая ядерная реакция, которая привела к взрыву и разрушению реактора. Из Чернобыля, с территории бывшего СССР (современной Украины), радиоактивные частицы распространились по Европе, достигли Скандинавии, Великобритании и Греции.

Поскольку период полураспада радиоактивного цезия (цезия-137) – основного отложившегося на территории Европы радионуклида, составляет около 30 лет, его воздействие не ограничивается временем непосредственного влияния на здоровье человека. Многие годы он будет влиять на сельскохозяйственную продукцию и поступать в организм вместе с продуктами питания.

В связи с этим, очень важно оценить вероятные последствия воздействия цезия-137 на людей. ГИС и методы пространственной статистики являются ценными средствами для определения долгосрочного влияния радиоактивного заражения местности на живые организмы. Далее показано использование ArcGIS с дополнительным модулем Geostatistical Analyst для всестороннего анализа радиационного загрязнения и выявления его связи с состоянием здоровья населения.

Радиоактивное заражение и здоровье человека

Каждая радиоактивная частица, попавшая в атмосферу, может привести к изменениям ДНК и иммунной системы, которые, в свою очередь, окажут определяющее воздействие на возможность каждого конкретного человека справиться даже с низким уровнем облучения. Радиоактивные атмосферные осадки накапливаются в почве, попадают в растения и далее в пищевые цепи и, тем самым, повышают вероятность заболевания раком.

Радиоактивный дождь в Швеции

В первые часы после аварии, сопровождающейся выбросом большого объема химических или радиоактивных веществ, очень важны детальные метеорологические данные. Так, еще не имея непосредственных измерений радиоактивного загрязнения грунта, для оперативного определения территории, на которой следует предпринять срочные меры, могут быть использованы данные об атмосферных осадках. В 1986 г. метеорологическая сеть Швеции насчитывала более 700 станций наблюдения. Принимая в расчет направление ветра и расстояние от Чернобыля до шведской границы, можно было допустить, что через несколько дней после аварии дождевые осадки в Швеции станут радиоактивными (рис. 2).

Геостатистическая модель пространственных данных для количественной оценки их пространственной корреляции использует вариограмму (семивариограмму), функцию расстояния между парами точек и направления вектора, соединяющего эти точки. Вариограмма используется для определения в системе кригинга веса каждой точки с данными при прогнозе новых значений исследуемого параметра. Кригинг относится к методам геостатистической интерполяции, которые используют статистические свойства данных непосредственных наблюдений. Эти геостатистические методы позволяют получить количественную оценку пространственной автокорреляции между точками измерений с учетом пространственной конфигурацию опорных точек относительно точки, для которой делается прогноз. Кригинг имеет некую меру прогнозной погрешности, что позволяет определить степень точности прогноза.

В модуле Geostatistical Analyst применяются разные модели для картографирования вероятности, каждая из которых базируется на различных допущениях. Используя эти модели, показано, что дождь, прошедший 29 апреля 1986 г., послужил причиной загрязнения почвы изотопом цезия в центральных и восточных районах Швеции (рис. 3). Загрязнение других районов Швеции произошло в результате дождей, прошедших в последующие несколько дней.

Geostatistical Analyst позволяет выполнять подобные аналитические исследования в среде ArcGIS и создавать точные и легкие для восприятия карты для широкого круга пользователей – от ученых и преподавателей до лиц, ответственных за принятие решений. Поскольку рак щитовидной железы вызывается главным образом облучением недолго живущими радионуклидами, карта риска возникновения этого заболевания может помочь в выявлении населения, попавшего под воздействие этих радионуклидов, распространение которых в первые дни после аварии определялось синоптической ситуацией. Такие карты могут служить источниками полезной информации и в контексте других хронических заболеваний, которые могут обостриться как в результате облучения, так и вследствие иных природных и социальных факторов.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: