Радіоактивне забруднення водних екосистем внаслідок техногенних катастроф становить серйозну загрозу для навколишнього середовища та здоров’я людини. Мета дослідження полягала в проведенні комплексного аналізу довгострокових наслідків Чорнобильської катастрофи для водних екосистем. Методологія включала ретроспективний аналіз даних, польові дослідження, лабораторні експерименти та математичне моделювання. Ретроспективний аналіз охопив історичні дані з 1986 року; польові дослідження включали відбір проб води, донних відкладень та біоти; лабораторні експерименти зосередилися на вивченні впливу радіації на водні організми; а математичне моделювання дозволило спрогнозувати довгострокові тенденції. Проаналізовано зміни у водних біоценозах за період 1986-2024 років. Досліджено динаміку концентрацій основних радіонуклідів 137Cs, 90Sr та 241Am у компонентах водних екосистем, процеси міграції радіонуклідів у водному середовищі та їх біоакумуляції в організмах різних трофічних рівнів. Особлива увага приділена впливу хронічного радіаційного забруднення на біорізноманіття, продуктивність та генетичну структуру популяцій водних організмів. Проаналізовано зміни у видовому складі та чисельності ключових груп гідробіонтів. На основі багаторічних даних та сучасних моделей розроблено прогнози щодо подальшого розвитку радіоекологічної ситуації у водних екосистемах зони відчуження до 2070-2090 років. Запропоновано комплекс інноваційних заходів із мінімізації негативних наслідків, включаючи застосування нанотехнологій, генетично модифікованих організмів та автоматизованих систем моніторингу. Обґрунтовано необхідність міжнародної співпраці та створення глобальної бази даних для довгострокового управління забрудненими водними екосистемами. Результати дослідження мають важливе значення для розробки стратегій екологічного менеджменту радіоактивно забруднених територій та готовності до можливих майбутніх радіаційних інцидентів
Отримано 26.06.2024
Доопрацьовано 02.10.2024
Прийнято 02.12.2024
[1] Beresford, N.A., Barnett, C.L., Gashchak, S., Maksimenko, A., Guliaichenko, E., Wood, M.D., & Izquierdo, M. (2020). Radionuclide transfer to wildlife at a “reference site” in the Chernobyl exclusion zone and resultant radiation exposures. Journal of Environmental Radioactivity, 211, article number 105661. doi: 10.1016/j.jenvrad.2018.02.007.
[2] Bezhenar, R., et al. (2023). Modelling of the fate of 137Cs and 90Sr in the Chornobyl nuclear power plant cooling pond before and after the water level drawdown. Water, 15(8), article number 1504. doi: 10.3390/w15081504.
[3] European Convention for the Protection of Vertebrate Animals Used for Experimental and Other Scientific Purposes. (1986, March). Retrieved from https://rm.coe.int/168007a67b.
[4] Fedoniuk, T., Borsuk, O., Melnychuk, T., Zymaroieva, A., & Pazych, V. (2021). Assessment of the consequences of forest fires in 2020 on the territory of the Chornobyl radiation and ecological biosphere reserve. Scientific Horizons, 24(8), 26-36. doi: 10.48077/scihor.24(8).2021.26-36.
[5] He, F., Zarfl, C., Bremerich, V., David, J.N.W., Hogan, Z., Kalinkat, G., Tockner, K., & Jähnig, S.C. (2019). The global decline of freshwater megafauna. Global Change Biology, 25, 3883-3892. doi: 10.1111/gcb.14753.
[6] Institute of Hydrobiology, National Academy of Sciences of Ukraine. (2024). Database on long-term monitoring of radioactive contamination in aquatic ecosystems. Kyiv: National Academy of Sciences of Ukraine.
[7] International Atomic Energy Agency. (2020). Environmental consequences of the Chernobyl accident and their remediation: Twenty years of experience. Vienna: International Atomic Energy Agency.
[8] International Commission on Radiological Protection. (2007). ICRP publication 103. The 2007 recommendations of the International Commission on Radiological Protection. Exeter: Elsevier.
[9] International Commission on Radiological Protection. (2008). ICRP publication 108. Environmental protection – the concept and use of reference animals and plants. Exeter: Elsevier.
[10] International plant names index. (n.d.). Retrieved from http://www.ipni.org.
[11] Kaglyan, A.Ye., Gudkov, D.І., Kireev., S.І., Klenus, V.G., Belyaev, V.V., Yurchuk, L.P., Drozdov, V.V., & Hupalo, О.О. (2021). Dynamics of specific activity of 90Sr and 137Cs in representatives of ichthyofauna of Chornobyl exclusion zone. Nuclear Physics and Atomic Energy, 22(1), 62-73. doi: 10.15407/jnpae2021.01.062.
[12] Kaglyan, O.Ye., Gudkov, D.I., Kireev, S.I., Yurchuk, L.P., & Gupalo, Ye.A. (2019). Fish of the Chernobyl exclusion zone: Modern levels of radionuclide contamination and radiation doses. Hydrobiological Journal, 55(5), 81-99. doi: 10.1615/HydrobJ.v55.i5.80.
[13] Kashparov, V.O., Levchuk, S., Zhurba, M., Protsak, V., Beresford, N.A., & Chaplow, J.S. (2020). Spatial radionuclide deposition data from the 60 km radial area around the Chernobyl nuclear power plant: Results from a sampling survey in 1987. Earth System Science Data, 12, article number 1861. doi: 10.5194/essd-12-1861-2020.
[14] Kashparova, E.V., Teien, H.-C., Levchuk, S.E., Protsak, V.P., Korepanova, K.D., Salbu, B., Ibatullin, I.I., & Kashparov, V.O. (2020). Dynamics of 137Cs from water to Prussian carp (Carassius gibelio). Nuclear Physics and Atomic Energy, 21(1), 64-74. doi: 10.15407/jnpae2020.01.064.
[15] Kong, S., Yang, B., Tuo, F., & Lu, T. (2022). Advance on monitoring of radioactivity in food in China and Japan after Fukushima nuclear accident. Radiation Medicine and Protection, 3(1), 37-42. doi: 10.1016/j.radmp.2022.01.006.
[16] Konoplev, A. (2020). Mobility and bioavailability of the Chernobyl-derived radionuclides in soil-water environment. In A. Konoplev, K. Kato & S. Kalmykov (Eds.), Behavior of radionuclides in the environment II (pp. 157-193). Springer: Singapore. doi: 10.1007/978-981-15-3568-0_3.
[17] Law of Ukraine No. 3447-IV “On the Protection of Animals from Cruel Treatment”. (2006, February). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/3447-15#Text.
[18] Law of Ukraine No. 39/95-ВР “On Nuclear Energy Use and Radiation Safety”. (1995, February). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/39/95-%D0%B2%D1%80#Text.
[19] Ministry of Health of Ukraine. (1997). Norms of radiation safety of Ukraine. Kyiv: Ministry of Health of Ukraine.
[20] National Academy of Sciences of Ukraine. (2010). Brief annual report. Kyiv: National Academy of Sciences of Ukraine.
[21] Sato, H., Gusyev, M., Veremenko, D., Laptev, G., Shibasaki, N., Onda, Y., Zheleznyak, M., Kirieiev, S., & Nanba, K. (2023). Evaluating changes in radionuclide concentrations and groundwater levels before and after the cooling pond drawdown in the Chernobyl nuclear power plant vicinity. Science of The Total Environment, 872, article number 161997. doi: 10.1016/j.scitotenv.2023.161997.
[22] State Agency of Ukraine on Exclusion Zone Management. (2023). Archival materials on the state of aquatic ecosystems in the Chornobyl exclusion zone. Kyiv: State Agency of Ukraine on Exclusion Zone Management.
[23] State Nuclear Regulatory Committee of Ukraine. (2005). National report on compliance with the obligations under the joint convention on the safety of spent fuel management and on the safety of radioactive waste management. Kyiv: State Nuclear Regulatory Committee of Ukraine.
[24] Steinhauser, G. (2018). Anthropogenic radioactive particles in the environment. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 318, 1629-1639. doi: 10.1007/s10967-018-6268-4.
[25] Tanimura, N. (2021). Radioactive cesium contamination of food after the Fukushima nuclear accident summary up to fiscal year 2019. Retrieved from https://cnic.jp/english/?p=5326.
[26] The Convention on Biological Diversity. (1992, June). Retrieved from https://www.cbd.int/convention.
[27] The IUCN Red List of threatened species. (n.d.). Retrieved from https://www.iucnredlist.org.
[28] United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. (2022). Sources, effects and risks of ionizing radiation. UNSCEAR 2020/2021 report (Vol. 2). New York: United Nations Publications.
[29] Wada, T., Konoplev, A., Wakiyama, Y., Watanabe, K., Furuta, Y., Morishita, D., Kawata, G., & Nanba, K. (2019). Strong contrast of cesium radioactivity between marine and freshwater fish in Fukushima. Journal of Environmental Radioactivity, 204, 132-142. doi: 10.1016/j.jenvrad.2019.04.006.