Оптимізація відбору проб при радіоекологічному моніторингу територій Українського Полісся

Значну увагу приділено визначенню поняття “відбір проб” (“пробовідбір”, “опробування”), яке можна розглядати як метод пізнання природних об'єктів за допомогою системи проб. Репрезентативністю опробування (пробовідбору) називаємо правильність відображення будь-яких показників досліджуваного об'єкта за його вибірковим обстеженням. Будь-який пробовідбір завжди містить у собі ті, або інші похибки, обумовлені специфікою об'єкту пробовідбору, та репрезентативністю пробовідбору, включаючи кількість проб та їх розташування. На основі виконаного пробовідбору неможливо визначити його фактичну точність. Оцінюють можливі похибки пробовідбору у їх імовірнісному вираженні, тобто визначають межі, які з тим або іншим ступенем імовірності не повинні перевищувати допустимі похибки. Нехтування будь-яким із наведених положень спричиняє необ'єктивність оцінки і неможливість правильного вирішення питань оптимізації пробовідбору.

Підкреслено, що оскільки оцінки досліджуваних ознак залежать не тільки від природних особливостей досліджуваних об'єктів, а також від геометрії проб і мережі спостережень, при оптимізації процесу пробовідбору в кожному конкретному випадку слід враховувати геометричні параметри проб і відстані між суміжними пунктами їх відбору. Так само, як і для відбору проб ґрунту, питання забезпечення репрезентативності отримуваних даних актуальні також і для інших важливих для людини об'єктів радіоекологічного моніторингу.

Проблеми, пов'язані з забезпеченням репрезентативності екологічних даних, надзвичайно актуальні на сучасному етапі науково-технічного розвитку світового суспільства. Їм приділяють увагу і досліджують у різних сферах застосування екологічних даних у багатьох країнах світу. Постановка та обговорення проблеми забезпечення репрезентативності інформації свідчить про сучасний стан культури якості у суспільстві.

У розділі 2 “геолого-геоморфологічні умови району дослідження” розглянуто загальну геологічну характеристику, літолого-фаціальну типізацію, фізико-механічні властивості четвертинних відкладів та водоносного комплексу четвертинних відкладів району досліджень. У геологічному відношенні Українське Полісся дуже неоднорідне внаслідок розташування в межах різних геоструктурних областей Східно-Європейської платформи. На заході – це частина Галицько-Волинської западини, у середній частині воно лежить у межах Українського щита і його схилів, а на сході – в межах Дніпровсько-Донецької западини і на схилі Воронезького кристалічного масиву. Таке геоструктурне положення позначається на сучасних природних умовах, тому в межах названих геоструктур поліські ландшафти мають видові відмінності. Наведено карту-схему геолого-геоморфологічних умов розташування експериментальних ділянок, на якій показано стратиграфічне розчленування четвертинних утворень до фундаменту сучасного рельєфу, з прив'язкою літо-генетичних типів до головних геоморфологічних таксонів. Своєрідність сучасних геоморфологічних структур території Чорнобильської зони відчуження та літо-генетичних типів четвертинного покриву обумовлена тим, що більша її частина територіально збігається з найдревнішою за віком річковою долиною, формування якої проходило в період трансгресії Дніпровського зледеніння за рахунок талих вод, які надходили від краю наступаючого материкового льоду. Сучасна річкова система формувалася після материкового зледеніння та регресії льодовика. Типові льодовикові та водно-льодовикові утворення на досліджуваній території збереглися лише на поверхні корінної (неогенової) тераси та своєрідної моренної тераси в правобережній частині р. Прип'ять.

У розділі 3 “ОБҐРУНТУВАННЯ та проведення експериментальних робіт (Методи та об'єкти дослідження) ” обґрунтувано вибір ділянок відбору проб ґрунту та рослин, видовий склад рослин, мережу пробовідбору на експериментальних ділянках, глибину пробовідбору ґрунту, пробовідбірні інструменти, відбір молока в особистих підсобних господарствах (ОПГ), описано хід польових робіт та проведення статистичного аналізу даних.

Забруднення деякої території (поля, ділянки) радіонуклідами подібно до геологічних явищ виступають у вигляді тенденцій (трендів), характеризуються невипадковою мінливістю і математично можуть описуватись деякою неперервною функцією від координат місцевості f (x, y). У загальному випадку ця функція має дві складові:

• тренд (строго систематизована частина мінливості забруднення), що обумовлений глобальною неоднорідністю радіоактивних випадінь і характеризує зміну середнього рівня забруднення та градієнт сліду радіоактивних випадінь.

• випадкову складову, що характеризує мікронеоднорідність забруднення території.

У роботі розглядаються рівномірно забруднені (безградієнтні) ділянки території. Це такі ділянки, в межах яких мінливість середнього рівня забруднення, обумовлена градієнтом сліду радіоактивних випадінь, не перевищує локальну варіабельність, обумовлену випадковими для даної ділянки факторами. Такий підхід не впливає на можливість узагальнення отриманих результатів і їх поширення на значні території, оскільки практика робіт на забруднених радіонуклідами територіях показує, що будь-яка неоднорідно забруднена територія завжди може бути розбита на квазібезградієнтні за забрудненням ділянки, наприклад, за допомогою вимірювання потужності експозиційної дози (ПЕД). Варіабельність потужності експозиційної дози в межах квазібезградієнтної ділянки, обумовлена градієнтом сліду радіоактивних випадінь, не повинна перевищувати локальну варіабельність ПЕД, обумовлену випадковими факторами.

Вибір сімнадцяти експериментальних ділянок для вивчення особливостей відбору ґрунтових та рослинних проб та визначення статистичних закономірностей і оптимізації відбору проб був обумовлений різноманітністю характеристик досліджуваної території. Наявністю двох основних типів чорнобильських радіоактивних випадінь визначено розташування ділянок на переважно паливних, або конденсаційних слідах забруднення на території Чорнобильської зони відчуження (ЧЗВ), або за її межами. Експериментальні ділянки характеризуються широким діапазоном значень щільності забруднення ґрунту 137Cs – від 50кБк/м2