Спосіб оцінки і прогнозування вмісту 137cs і 90sr у рибі для водойм різних типів

Реферат: 137 90 Спосіб оцінки і прогнозування вмісту Cs і Sr у рибі для водойм різних типів включає відбір проб води у водоймі, вимір і визначення іонів калію у воді та, при необхідності, вимір і 137 90 визначення середнього вмісту Cs і Sr у воді водойми, оцінювання середнього значення 137 90 137 90 вмісту Cs і Sr у рибі. При цьому визначення середнього Cs і Sr у рибі для очищеної риби визначається на основі емпіричних стохастичних моделей. UA 112791 U (12) UA 112791 U UA 112791 U 137 90 Корисна модель належить до галузі оцінки і прогнозування вмісту Cs і Sr у очищеній рибі в цілому (без нутрощів, зябер, луски і плавників) для водойм різних типів. Відповідно до діючих в Україні державних гігієнічних нормативів ДР-2006 (Державні гігієнічні 137 90 нормативи. Допустимі рівні вмісту радіонуклідів Cs і Sr у продуктах харчування та питній 5 перевищувати 150 Бк/кг а вміст 137 співвідношення Zt   Cf Cs 150 10 15 20 25 30 35 90 90 Sr C f Cs у свіжій рибі в цілому C f Sr 137 Cs не повинен - 35 Бк/кг, при цьому повинно бути виконано 90  Cf Sr  1. 35 Відомим аналогом (Assessment of the Consequences of the Radioactive Contamination of Aquatic Media and Biota// BIOMOVS II. Steering Committee ISSN 11 03-8055, ISBN 91-972134-9-7. TECHNICAL REPORT No.10, 1996. - 186 p.; Heling, R. LAKECO, the ecological consequences of an accidental release of radionuclides on a lake ecosystem and its integration into the real-time-on-line decision support system for the off-site Emergency Management following a Nuclear Accident (RODOS) // KEMA Report, Arnhem, Netherlands, 1994.; Garnier-Laplace, J., Vray, F., and Baudin, J.P. 1997. A dynamic model for radionuclide transfer from water to freshwater fish // IRSN, France, 137 90 Water Air Soil Pollut. 98. - P. 141-166), для оцінки і прогнозування вмісту Cs і Sr у свіжій рибі у різних водоймах МАГАТЕ рекомендується використати різні моделі. Найбільш характерні серед них: LAKECO - модель для озерних екосистем; LAKEPOND - спеціальна модель для неглибоких озер; TRANSAQUA - міграція радіонуклідів по водному харчовому ланцюгу; ECOMOD - комплекс моделей для розрахунку динаміки концентрації радіонуклідів у воді і компонентах водних екосистем. Ці динамічні моделі дозволяють детально вивчати вплив різних чинників як на процес накопичення радіонуклідів рибою, так і на його величину. 137 Недоліком цього аналога є те, що використання його для оцінки і прогнозування вмісту Cs 90 і Sr у рибі у конкретному водоймі необхідне знання цілого ряду параметрів моделі і характеристик, як водойму так і риб, які в ньому мешкають. Визначення цих параметрів і характеристик або корегування їх значень для кожного водойму і виду риб потребує значних матеріальних витрат і часу. Задачею корисної моделі є створення швидкого і малозатратного способу оцінки і 137 90 прогнозування вмісту Cs і Sr у основних прісноводних промислових видів риб України для водойм різних типів. Поставлена корисною моделлю задача вирішується тим, що у способі оцінки і 137 90 прогнозування вмісту Cs і Sr у рибі для водойм різних типів, який включає відбір проб води у водоймі, вимір і визначення іонів калію у воді та, при необхідності, вимір і визначення 137 90 137 90 середнього вмісту Cs і Sr у воді водойми, оцінювання середнього значення вмісту Cs і Sr 137 90 у рибі, згідно з пропонованим рішенням, визначення середнього Cs і Sr у рибі для очищеної риби визначається на основі емпіричних стохастичних моделей: 137 Cf Cs t   Kн 137 137 Cs  Cw Cs t  і 90 Cf Sr t   Kн  C w Sr t  , 90 90 Sr де C w Cs t  , C w Sr t  - випадкові процеси, які описують вміст протягом деякого відрізку часу, (Бк/л), t - час з моменту аварії на ЧАЕС; 90 137 40 137 воді (ДР-2006). - К., 2006. - 13 с.) вміст Kн 137Cs  a 137Cs K  b 137 Cs 137 - емпірична залежність коефіцієнтів накопичення 90 Cs ( Sr) у воді водойми 137 Cs від концентрації іонів 90 Sr від концентрації іонів калію у воді водойми; Kн 90 Sr  a 90 Sr Ca 45  b 90 - емпірична залежність коефіцієнтів накопичення Sr кальцію у воді водойми. Середні значення параметрів a Cs , b Cs ( a Sr , b Sr ) та відповідні залишкові геометричні стандартні відхилення (GSD) для вказаних залежностей наведені в таблицях 1 і 2. 137 137 90 1 90 UA 112791 U Таблиця 1 Параметри залежностей коефіцієнтів накопичення 137 Cs для сирої очищеної риби від вмісту у  воді іонів K та відповідні значення GSD Назва риби a 137 Cs b 137 Cs Щука (Esox Lucius) Окунь (Реrса fluvsatilis), Чехоня (Pelecus cultratus) Судак (Stizostedion luciohtrca) Coм (Silurus glanis) Лящ (Abravis brana), Плоскирка (Blicca bjoerkna), Синець (Ballerus ballerus) Плітка (Rutilus rutiluc), Головань (Leuciscus cephalus), Краснопірка (Scardinius erythrophthalmus), В'язь (Leuciscus idus), Жерех (Aspius aspius) Короп (сазан) (Cyprinus carpio), Лин (Тіnса tinca), Товстолобик (Hypophthalmichthys molitrix) Карась (Carassius carassius) Минь (Lota lota) 4384 Діапазон для K  , мг/л GSD 0,72 0,2-80 1,99 8728 1,07 0,2-110 2,03 5337 25022 0,90 0,90 0,6-160 3-20 2,01 1,67 1683 1,10 0,5-100 2,29 2696 0,90 0,2-85 1,82 2166 0,99 0,2-90 2,32 2238 3000 1,07 0,81 0,2-65 0,3-10 2,29 1,88 Таблиця 2 90 Параметри залежностей коефіцієнтів накопичення Sr для сирої очищеної риби від вмісту у воді іонів Ca   та відповідні значення GSD a 9 0 Sr b 9 0 Sr 4073 1,20 Діапазон для Ca   , мг/л 1,0-280 3146 0,91 1,0-260 2,10 2025 0,79 5,0-300 1,88 4977 1,02 2,0-360 2,18 8437 1,17 8,0-360 1,80 16362 1,30 10,0-85 2,20 Назва риби Щука (Esox Lucius) Окунь (Рerca fluvsatilis) Чехоня (Pelecus cultratus), Судак (Stizostedion luciohtrca), Сом (Silurus glanis), Мінь (Lota lota) Лящ (Abravis brana), Плоскирка (Blicca bjoerkna), Синець (Ballerus ballerus) Плітка (Rutilus rutiluc), Головань (Leuciscus cephalus), Краснопірка (Scardinius erythrophthalmus), В'язь (Leuciscus idus) Короп (сазан) (Cyprinus carpio) Лин (Tinca tinca), Товстолобик (Hypophthalmichthys molitrix) Карась (Carassius carassius), Жерех (Aspius aspius), Білий амур (Ctenopharyngodon idella) 1,73 Тренди середньорічної динаміки вмісту Cs ( Sr) випадкових процесів C w Cs t  , C w Sr t  у воді водойм Зони відчуження ЧАЕС і Зони безумовного (обов'язкового) відселення, а також на 137 5 GSD 90 2 137 90 UA 112791 U прилеглих територіях у віддалений період внаслідок аварії на ЧАЕС (з моменту t 0  2000 г), мають вигляд: Cs C w,0  137 де  ек 137 5 137 0 137 A0 137 A1 Sr  Cs t   exp     90 Sr 137  Cs 90 Sr 0   t  t    A 0  1 137  Cs  90 Sr   exp     137 ек  Cs 90 Sr   t  t   A 0  0 137   Cs 90 Sr  ,    - постійна екологічного очищення води для 137Cs (90Sr), 1/рік;  - постійна розпаду 137Cs(90Sr), 1/рік; Cs Sr  - вміст 137Cs (90Sr) у воді водойми при t   і відсутності розпаду; 137 90 Cs Sr  Cs ( Sr) у воді в момент t (рік), Бк/кл.  A Cs Sr  - середньорічний вміст Cs  90 90 Sr 90 90 137 90 0 0 Середні значення параметрів A0 , A1 ,  ек та відповідні залишкові геометричні стандартні відхилення (GSD) для вказаних залежностей наведені в таблиці 3. 10 Таблиця 3 137 90 Параметри динаміки середньорічної концентрації Cs і Sr в воді деяких водойм у віддалений період внаслідок аварії на ЧАЕС 137 Водойм 90 Cs Sr GSD A0  ек A1 В зоні відчуження ЧАЕС о. Азбучин 7,39 6,16 0,77 1,19 89,7 3) о. Глибоке 6,78 3,21 0,24 1,15 53,7 Семиходський затон 0,36 1,48 0,60 1,17 14,9 Яневський затон 1,29 2,47 0,52 1,08 29,9 р. Прип'ять (м. Чорнобиль) 0,065 0,053 0,37 1,27 0,21 р. Прип'ять (с. Усів) 0,060 0,028 0,35 1,33 0,069 2) р. Сахан 0,10 0,16 0,17 1,24 1,36 р. Уж (с. Черевам) 0,037 0,049 0,30 1,31 0,15 3) 2) 2) 2) 2) 2) р. Брагінка 1,15 1,26 0,43 1,17 3,45 За межами зони відчуження ЧАЕС р. Дніпро (с. Неданчичі) 0,029 0,007 0,45 1,23 0,047 р. Десна (м. Чернігів) 0,0013 0,0011 0,24 1,38 0,025 Київське водосховище (м. 0,095 0,0013 0,22 1,7 0,038 Вишгород) 3) Канівське водосховище 0,010 0,002 0,43 1,09 0,045 Каховське водосховище 3) 3) 3) 3) 3) 0,005 0,0007 1,22 1,4 0,036 (м. Нова Каховка) Дніпровське - Бугский 1) 1) 1) 1) 1) 0,011 0,0 0,11 1,4 0,011 лиман (м. Очаків) 1) 1) 1) 1) 1) 1) р. Дунай (м. Вілково) 0,002 0,0 0,053 1,39 0,016 p. Південний Буг (м. 1) 1) 1) 1) 1) 0,014 0,001 0,23 1,33 0,011 1) Миколаїв) 1) 15 20 t 0 =2002 р.; 2) A1 t 0 =2004 р.; 3) A0  ек GSD 47,7 3) 96,33 11,2 8,0 0,005 0,039 2) 0,75 0,062 2) 0,42 0,43 3) 1,19 0,42 0,20 0,054 0,58 2) 0,08 0,11 2) 0,10 1,20 3) 1,06 1,25 1,17 1,3 1,28 2) 1,16 1,09 2) 1,25 0,009 0,007 0,43 0,33 1,15 1,15 0,076 0,89 1,30 3) 0,32 3) 0,76 1) 0,04 1) 0,18 1) 0,074 0,015 0,028 0,011 0,009 0,008 3) 1,18 3) 3) 1,09 3) 1) 1,14 1) 1) 1,22 1) 1,36 1) 1) t 0 =2006 p. Приклад здійснення способу. У водоймі відбираються проби води, у пробах води визначається вміст іонів калію і кальцію. Якщо в таблиці 3 для вибраного водойму відсутні параметри динаміки концентрації 137 90 радіонуклідів, то у пробах води додатково визначається вміст Cs і Sr. Знаходиться середнє значення цих показників для водойми. Для конкретного виду риби, виходячи з отриманих значень концентрації іонів калію і кальцію (табл. 1 і 2), знаходяться параметри коефіцієнтів 137 90 137 90 накопичення Cs і Sr. Оцінки (середні значення) вмісту Cs і Sr у вибраної риби в цілому (без нутрощів, зябер, луски і плавників), що мешкає у водоймі, в момент часу t, визначається за формулами: C f Cs t   Kн Cs  C w Cs t  і C f Sr t   Kн Sr  C w Sr t  . 137 137 137 90 90 90 3 UA 112791 U При відсутності параметрів динаміки концентрації радіонуклідів у водоймі, оцінки вмісту 90 Cs і Sr у рибі відповідають моменту відбору проб води. 137 90 Можливі відхилення вмісту Cs і Sr у риб вибраного виду у водоймі від отриманих 137 Zt   середніх значень а також співвідношення 5 10 15 137 90 Cf Cs Cf Sr  150 35 визначають з допомогою стандартних методів статистики і статистичного моделювання, в яких застосовуються відповідні залишкові геометричні стандартні відхилення GSD (табл. 1 і 2). Приклад таких оцінок наведено на графіку. 137 90 Технічне рішення корисної моделі, спосіб оцінки і прогнозування вмісту Cs і Sr у рибі для 137 90 водойм різних типів, дозволяє оцінювати і прогнозувати, як окремо вміст Cs і Sr, так і їх сумарний вміст (відповідно до вимог ДР-2006) в очищеній рибі в цілому (без нутрощів, зябер, луски і плавників) у водоймах різних типів, у тому числі у водоймах з високою мінералізацією води (включаючи лимани і прибережні акваторії морів). Це рішення дозволяє також оцінювати 137 90 можливі відхилення середньорічного вмісту Cs і Sr у риб вибраного виду у водоймі від отриманих середніх значень та ризики перевищення відповідними характеристиками встановлених ДР-2006 максимально допустимих значень. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 137 20 137 Cf 25 90 Спосіб оцінки і прогнозування вмісту Cs і Sr у рибі для водойм різних типів, який включає відбір проб води у водоймі, вимір і визначення іонів калію у воді та, при необхідності, вимір і 137 90 визначення середнього вмісту Cs і Sr у воді водойми, оцінювання середнього значення 137 90 137 90 вмісту Cs і Sr у рибі, який відрізняється тим, що визначення середнього Cs і Sr у рибі для очищеної риби визначається на основі емпіричних стохастичних моделей: Cs t   Kн 137 137 Cs  Cw Cs t  90 і Cf Sr t   Kн  Cw Sr t  , 90 90 Sr де C w Cs t  , C w Sr t  - випадкові процеси, які описують вміст деякого відрізку часу, (Бк/л), t - час з моменту аварії на ЧАЕС; 90 137 Kн 137 Cs  a 137 Cs K  b 137 137 90 Cs ( Sr) у воді водойми протягом - емпірична залежність коефіцієнтів накопичення 137 Cs від концентрації іонів Cs калію у воді водойми; 30 Kн 90 Sr  a 90 Sr Ca  b 90 - емпірична залежність коефіцієнтів накопичення Sr кальцію у воді водойми. 4 90 Sr від концентрації іонів UA 112791 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5