Александър Славчев Стрезов

Морска Радиоекология

Основна дейност за мен бяха и радиоекологичните проучвания на цялото българско крайбрежие на Черно море, започнати през 1991 г. и бяха развити и приложени подходящи процедури, за събиране, обработка и измерване на проби.

Проби бяха взети от морския шелф на дълбочина 5-20 метра за седименти и при разстояние от 200 до 1000 метра от бреговата линията, за да се избегне директното влияние на прибоя. Спазени са всички изисквания, обезпечаващи запазване чистотата на пробите в процесите на пробовземане, съхранение и подготовка за анализ.

Пробовземането на морски утайки бе провеждано в периода 1991 – 2005 год. Над 800 проби бяха събрани два или три пъти годишно (обикновено пролет, лято и есен) от 50 референтни места за пробовземане от северната българска граница с Румъния – Дуранкулак до южната с Турция – Резово в най-южната част от българското крайбрежие на Черно море (фиг. 1).

Основните резултати от експерименталната работа са разделят в следните направления:

·       Създаване, тестване и оптимизиране на детайлна мрежа от референтни точки за пробовземане на седименти, макрофити и миди по българското черноморско крайбрежие;

Създадена бе мрежа от референтни точки покриваща цялата българска крайбрежна зона за правилно изследване на акваторията и създадена, тествана и утвърдена бе подходяща методика за вземане на дънни морски проби от дълбочина 7-20 м за избягване директното влиянието на прибоя. Радиоекологичните проучвания на цялото българско крайбрежие на Черно море бяха започнати в 1991 г. и продължиха до 2005 година в Института за ядени изследвания и ядрена енергетика (ИЯИЯЕ) – БАН под ръководството на професор Александър Стрезов.

Бяха развити и приложени подходящи процедури, за събиране, обработка и измерване на проби.

Пробите са взети от най-горния слой на дънните утайки, събирани приблизително от 1 m2 от дъното, даващо около 2-3 килограма от твърда фаза плюс няколко литра на водната фаза. Дълбочината на слоя от пробата беше около 2 - 3 см, за да оценява съдържанието на радионуклиди на повърхността на морското дъно в съответният сезон. Събирането на проби беше извършена от опитни водолази, които внимателно избраха мястото на пробата, за да се минимизират разликите на пробите в размера на частиците, дълбочина и разстояние от брега, така че сравнението на дънните проби от морето за различните сезони да се получи с по-голямо ниво на увереност, надеждност и точност. Проби от седименти също бяха взети и получени данни за главните градове и населени места, курортите по Черно море – Албена, Златни пясъци, Слънчев бряг и т.н. Приносът на реките, влизащи се в Черно море за съдържание на радиоактивни изотопи също беше изследван, взимайки проби от естуарите на реките и сравнявайки ги с проби от вътрешните части на същите реки.

Всички проби от утайки бяха приготвени за измерване според препоръчаните IAEA процедури (IAEA – TC 295, Виена, 1989). Ла­бо­ра­тор­ни­те проби от седименти бяха изсушени при 105OC до постоянно тегло, стрити и хомогенизирани и съхранявани в херметични пластмасови съдове.

Бяха взети за анализ на проби от пет вида водорасли от морския бряг на Черно море. Започва се с първоначално промиване с чиста морска вода за отстраняване повърхностни замърсители, полепнали частици и епифити. След това водораслите се изсушават и транспортират до лабораторията. Пробите се смилат в мелачка, стриват се в ахатов хаван на прах, сушат се до постоянно тегло (80°С) и съхраняват в херметични пластмасови банки.

Мидите се събират на дълбочина 2-10 m и на разстояние от брега 50-100 м. Около 2-3 kg миди заедно с морска вода от мястото на пробовземане се поставят в полиетиленови контейнери (бочки), замразяват се и се транспортират до лабораторията. След размразяване на мидите е отделена меката тъкан, която се лиофилизира с помощта на лиофилизатор “LABCONCO” (USA). Лиофилизираните проби се съхраняват в херметични пластмасови банки до провеждане на необходимите анализи.

За изследване съдържанието на радионуклиди и тежки метали са прилагат съвременни ядрено-физични методи – гама-спектрометричен анализ, рентгено-флуоресцентен анализ, атомно-абсорбционен анализ, пламъкова фотометрия и др., Основните резултати са следните:

1.  Проведени са изследвания на екологичното състояние на морските екосистеми в 50 района по българското крайбрежие и са получени резултати за над 800 проби от седименти, водорасли (15 района) и миди (3 района) през периода 1991 – 2005 г;

2.  За първи път е създадена, оптимизирана и усъвършенствана подробна мрежа от 50 референтни точки по цялото българско крайбрежие на Черно море от северната граница c Румъния (Дуранкулак) до южната граница с Турция (Резово);

3.  Разработена е надеждна схема на подводно пробовземане (7-20 м дълбочина) за проби от седименти, водорасли и миди;

4.  Установено е съдържанието на техногенни, естествени радионуклиди и микроелементи и концентрационните им интервали от различни райони на българската акватория на Черно море в:

·       три типа седименти – пясъчни, шихти и тинести;

·       петнадесет вида макрофити от трите основни типа – червени, зелени и кафяви;

·       миди от вида черна мида - Mytilus galloprovincialis.

5.  Въз основа на изследванията и са получените експериментални резултати чрез прилагане на съвременни физични експериментални методи:

·       гама спектрометричен анализ за определяне на ниски активности от гама-излъчващи техногенни и естествени радионуклиди;

·       алфа-спектрометричен анализ на естествени нуклиди и Pu в морски проби;

·       атомно-абсорбционен AAS (FAAS и ETAAS) в морски проби;

·       рентгено-флуоресцентен анализ ED-XRF за определяне на микроелементи.

6.  Определени са съотношенията на техногенните нуклиди 137Cs и 134Cs, чрез които е установено количеството на Cs в седиментите, дължащо се на Чернобилската авария.

7.  Измерени са концентрациите на техногенни и естествени радионуклиди в дълбоководни седименти – 30, 150, 300 и 2020 метра от дъното на Черно море.

8.  Определени са след радиохимично разделяне концентрациите на естествени нуклиди – изотопите на урана (238U, 235U, 234U), тория (232Th, 230Th,228Th, 227Th,), радий (226Ra), олово (210Pb) и полоний (210Po) в седименти и водорасли от три референтни точки от Черноморското крайбрежие чрез алфа спектроскопия.

9.  Определени са след радиохимично разделяне концентрациите на изотопите на плутоний (238Pu, 230+240Pu, 241Pu) в седименти и водорасли от три референтни точки от крайбрежието чрез алфа спектроскопия.

10. Направена е оценка на акумулационната способност на анализираните видове макрофити спрямо радионуклиди и микроелементи.

11. Оптимизирани са методите за определяне концентрациите на контаминантите в Черноморски екосистеми:

12. Установено е съдържанието на техногенни, естествени радионуклиди и микроелементи и концентрационните им интервали от различни райони на българската акватория на Черно море в:

13. Определени са концентрациите в:

·       три типа седименти– пясъчни, шихти и тинести

·       петнадесет вида макрофити от трите основни типа – червени, зелени и кафяви;

·       миди от вида черна мида - Mytilus galloprovincialis.

14. Определени са съотношенията на техногенните нуклиди 137Cs и 134Cs, чрез които е установено количеството на Cs в седиментите, дължащо се на Чернобилската авария.

15. Измерени са концентрациите на техногенни и естествени радионуклиди в дълбоководни седименти – 30, 150, 300 и 2020 метра от дъното на Черно море.

16. Определени са след радиохимично разделяне концентрациите на естествени нуклиди - изотопите на урана (238U, 235U, 234U), тория (232Th, 230Th,228Th, 227Th,), радий (226Ra), олово (210Pb) и полоний (210Po) в седименти и водорасли от три референтни точки от крайбрежнието чрез алфа спектроскопия.

17. Определени са след радиохимично разделяне концентрациите на изотопите на плутоний (238Pu, 230+240Pu, 241Pu) в седименти и водорасли от три референтни точки от крайбрежнието чрез алфа спектроскопия.

18.  Направена е оценка на акумулационната способност на анализираните видове макрофити спрямо радионуклиди и микроелементи

19.  Изследвана е възможността за използване и е доказана приложимостта на червеното водорасло Ceramium rubrum като биоиндикатор за целите на биомониторинга на морската среда

20.  Изследвани са корелационните зависимости между концентрациите на отделните радионуклиди и микроелементи и е направена сравнителна оценка на степента на натрупването им в различни компоненти на морските екосистеми.

21.  Изследваните крайбрежни райони са класификацирани чрез прилагане на кластерен анализ според подобието в степента на натрупване на изследваните радионуклиди и микроелементи в седименти и макрофити.

22.  Резултатите от мониторинга на натрупването на радионуклиди и микроелементи в седименти, макроводорасли и миди от акваторията на българския Черноморски бряг показват, че няма голямо замърсяване с нуклиди и тежки метали по крайбрежието. Тенденциите за развитие на процесите на акумулация на контаминанти от наблюдаваните етапи от хранителната верига са към намаляване съдържанието им, т.е. наистина Черноморските екосистеми се “самоочистват” от антропогенното влияние.

23. За първи път е проведен пълномащабен подробен мониторинг на концентрациите на радионуклиди и микроелементи в седименти, макроводорасли и миди по цялото българско крайбрежие на Черно море за дълъг период от време – 1991 – 2005 год.

Научните приноси от дългогодишната програма за морски изследвания са:

·       Разработване, оптимизиране и валидиране на аналитични методи за определяне на съдържанието на радионуклиди и елементния състав в проби от седименти, макроводорасли и миди;

·       Прилагане на разработените методи и получаване на данни за съдържанието на радионуклиди и микроелементи в седименти, макрофити и миди от създадената мрежа референтни точки за целите на екологичния мониторинг;

·       Изследване разпределението на концентрациите на контаминантите в зависимост от географското положение по Черноморското крайбрежие и сезона на пробовземане

·       Получаване на сравнителни оценки на степента на натрупване на радионуклиди и микроелементи в седименти и представители на Черноморския макрофитобентос;

·       Сравняване концентрациите на радионуклиди и микроелементи от базата данни за различни компоненти на морската екосистема чрез прилагане на корелационен и кластерен анализ.

За да се подберат подходящи методи за осъществяване на рутинни анализи, необходими при провеждане на дълговременни наблюдения, е изследвана приложимостта на различни съвременни физични инструментални методи – Гама-спектрометрия, Алфа-спектрометрия, Атомна абсорбция, Рентгено-флуоресцентен анализ за определяне на радионуклиди и микроелементи в морски проби.

За осъществяване целите на мониторинг и за получаване на адекватни оценки на екологичното състояние и количествата контаминанти в екосистемите от акваторията на българския Черноморски бряг, като е обърнато специално внимание на процесите на пробоотбор в морската среда, осъществяване на представително пробовземане и прилагане на точни и надеждни експериментални методи и процедури.

След усилена и напрегната работа за около 10 години и накрая написах Докторска дисертация на тема „РАДИОЕКОЛОГИЧНА ОЦЕНКА НА ПОВЕДЕНИЕТО НА РАДИОНУКЛИДИ И ТЕЖКИ МЕТАЛИ В ЧЕРНОМОРСКИ ЕКОСИСТЕМИ“.

Дисертацията защитих успешно през март 2009 год. и ми бе присъдена научната степен „Доктор на химическите науки“ с Решение на Висшата Атестационна Комисия (ВАК) от 18.05.2009 г.

През годините научното ми израстване беше следното:

Научен сътрудник (сега асистент) – май 1981 год.

Старши научен сътрудник ІІ степен (сега доцент) – 31.05.1995 год.

Професор по Радиохимия – 2018 год.