РАДІОАКТИВНЕ ЗАБРУДНЕННЯ ПІДЗЕМНИХ ВОД У ЧОРНОБИЛЬСЬКІЙ ЗОНІ ВІДЧУЖЕННЯ: СУЧАСНИЙ СТАН, ДОВГОСТРОКОВІ ТЕНДЕНЦІЇ ТА АКТУАЛЬНІ ПИТАННЯ МОДЕРНІЗАЦІЇ СИСТЕМИ МОНІТОРИНГУ
DOI:
https://doi.org/10.30836/igs.1025-6814.2026.1.355864Ключові слова:
Чорнобильська зона відчуження, забруднення підземних вод, стронцій-90, міграція радіонуклідів, моніторинг природного самоочищення, моніторинг підземних вод, пункти захоронення РАВАнотація
Радіоактивне забруднення підземних вод у Чорнобильській зоні відчуження (ЧЗВ) з перших місяців після аварії на ЧАЕС (травень – квітень 1986 р.), коли були реалізовані масштабні водозахисні заходи, розглядається як важливий шлях перенесення радіоактивності до річкової мережі басейну Прип’яті–Дніпра. У даній роботі узагальнено результати довгострокового моніторингу та наукових досліджень радіоактивного забруднення підземних вод у ЧЗВ з особливою увагою до просторових закономірностей, часових тенденцій та їх значення для вдосконалення системи моніторингу та стратегій поводження із забрудненими підземними водами.
Аналіз даних моніторингу за період 1989–2024 рр. разом з даними моделювання, огляд яких наведений у статті, показує, що 90Sr є основним радіонуклідом, який визначає радіологічні ризики від забруднення підземних вод, причому його концентрації локально досягають 105–106 Бк м⁻³ у районах впливу пунктів захоронення радіоактивних відходів (РАВ) і забруднених водойм. Натомість концентрації 137Cs у підземних водах, як правило, є зазвичай нижчими за 100 Бк м⁻³ і значно меншими за норматив для питної води. Довгострокові тенденції свідчать про загальну стабілізацію та поступове зниження концентрацій 90Sr у більшості спостережних свердловин протягом останнього десятиліття, що відображає виснаження джерела забруднення та прояв процесів природного самоочищення у підземних водах.
Отримані результати підтверджують доцільність застосування стратегії моніторингу процесів природного самоочищення (Monitored Natural Attenuation – MNA) для поводження із забрудненими підземними водами за умови, що система моніторингу забезпечує надійне підтвердження стабільності ореолів забруднених підземних вод і низьких ризиків для потенційних рецепторів, включаючи р. Прип’ять. Водночас існуюча система моніторингу підземних вод у ЧЗВ має низку обмежень, пов’язаних із конструкцією спостережних свердловин, просторовим покриттям мережі та методами відбору проб. Результати детальних полігонних досліджень свідчать, що на певних гідрогеологічних ділянках можуть формуватися значно вищі концентрації радіонуклідів, які не завжди належним чином фіксуються існуючою мережею моніторингу.
Розглянуто пріоритети модернізації системи моніторингу підземних вод у ЧЗВ, зокрема щодо системного визначення цілей моніторингу, удосконалення конструкції спостережних свердловин і методів відбору проб, інтеграції геохімічних і радіологічних спостережень, а також розроблення оновлених методичних рекомендацій. Модернізація системи моніторингу дозволить забезпечити більш надійну оцінку міграції забруднювачів і створить науково обґрунтовану основу для довгострокового управління радіоактивним забрудненням підземних вод у ЧЗВ.
Посилання
Antropov V.M., Bugai D., Dutton L.M.C., Gerchikov M., Kennett E.J., Ledenev A.I., Novikov A.A., Rudko V., Ziegenhagen J. 2001. Review and analysis of solid long-lived and high level radioactive waste arising at the Chernobyl Nuclear Power Plant and the restricted zone, EUR 198197 EN. NNC Ltd, Manchester. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.31635.17442/1
ASTM International. 2018. Standard Guide for Sample Chain-of-Custody Procedures. ASTM D4840-99e1. West Conshohocken: American Society for Testing and Materials International.
ASTM International. 2019a. Standard Guide for Sampling Ground-Water Monitoring Wells. ASTM D4448-01. West Conshohocken: American Society for Testing and Materials International.
ASTM International. 2019b. Standard Guide for Documenting a Groundwater Sampling Event. ASTM D6089-19. West Conshohocken: American Society for Testing and Materials International.
ASTM International. 2023. Standard Guide for Purging Methods for Wells Used for Ground Water Quality Investigations. ASTM D6452-18. West Conshohocken: American Society for Testing and Materials International.
ASTM International. 2024. Standard Practice for Design and Installation of Groundwater Monitoring Wells. ASTM D5092/D5092M-16. West Conshohocken, PA: ASTM International
Azadpour-Keeley A., Keeley J.W., Russell H.H., Sewell, G.W. 2001. Monitored Natural Attenuation of Contaminants in the Subsurface: Processes. Groundwater Monitoring & Remediation, 21: 97-107. https://doi.org/10.1111/j.1745-6592.2001.tb00305.x
Aziz J.J., Ling M., Rifai H.S., Newell C.J., & Gonzales J.R. 2003. MAROS: A Decision Support System for Optimizing Monitoring Plans. Ground Water, 41 (3), 355–367. https://doi.org/10.1111/j.1745-6584.2003.tb02605.x
Bondarkov M., Oskolkov B., Gashchak S., Kireev S., Maksimenko A., Proskura N., Jannik G., Farfán E. 2011. Environmental radiation monitoring in the Chernobyl Exclusion Zone-history and results 25 years after. Health Phys., 101 (4), 442–485. https://doi.org/10.1097/HP.0b013e318229df28
Boychenko S., Kuchma T., Karamushka V., Maidanovych N., Kozak O. 2025. Wildfires and Climate Change in the Ukrainian Polissia During 2001–2023. Sustainability, 17, 2223. https://doi.org/10.3390/su17052223
Beresford N.A., Fesenko S., Konoplev A., Skuterud L., Smith J.T., Voigt G. 2016. Thirty years after the Chernobyl accident: What lessons have we learnt? J. Env Radioactivity, 157, 77-89, https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2016.02.003.
Brown E.G. Jr., Rodriquez M., Barcellona Ingenito M. 2014. Well Design and Construction for Monitoring Groundwater at Contaminated Sites. California Department of Toxic Substances Control, California Environmental Protection Agency.
Bugai D.A., Waters R.D., Dzhepo S.P., Skalskyy A.S. 1996a. Risks from radionuclide migration to groundwater in the Chernobyl 30-km zone. Health Phys., 71, 9–18. https://doi.org/10.1097/00004032-199607000-00002
Bugai D.A., Smith L., Beckie R. 1996b. Risk-Cost Analysis of Strontium-90 Migration to Water Wells at Chernobyl Nuclear Power Plant. Environ. & Engin. Geosci., 2 (2), 151–164. https://doi.org/10.2113/gseegeosci.II.2.151
Bugai D., Skalskyy A., Dzhepo S., Kubko Yu., Kashparov V., Van Meir N., Stammose D., Simonucci C., Martin-Garin A. 2012a. Radionuclide migration at experimental polygon at Red Forest waste site in Chernobyl zone. Part 2: Hydrogeological characterization and groundwater transport modeling. Applied Geochemistry (Special Issue: Chernobyl), 27 (7), 1359–1374. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2011.09.028
Bugai D., Tkachenko E., Van Meir N., Simonucci C., Martin-Garin A., Roux C., Le Gal La Salle C., Kubko U. 2012b. Geochemical influence of waste trench no.22T at Chernobyl Pilot Site at the aquifer: Long-term trends, governing processes, and implications for radionuclide migration. Applied Geochemistry (Special Issue: Chernobyl), 27, 1320–1338. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2011.09.021
Bugai D., Bayer P., Haneke K., Sizov A., Tretyak O., Kubko Yu., Kireev S., Molitor N. 2020. Radioactive contamination of groundwater at waste dump sites in Chernobyl Exclusion Zone. Geologičnij žurnal, 2 (371), 27–38. https://doi.org/10.30836/igs.1025-6814. 2020.1.196974
Bugai D., Kireev S., Hoque M.A., Kubko Y., Smith J. 2022 Natural attenuation processes control groundwater contamination in the Chernobyl exclusion zone: evidence from 35 years of radiological monitoring. Scientific Reports, 12 (1), 18215. https://doi.org/10.1038/s41598-022-22842-5
Bugai D., Hryhorenko D. 2025. Modernization of groundwater monitoring system in the chornobyl exclusion zone: challenges and implementation of international standards. Proceedings of the XXV International Science Conference “Ecology. Human. Society” dedicated to the memory of Dr. Dmytro STEFANYSHYN, June 12, 2025, Кyiv, Ukraine. Kyiv, pp. 104–108. https://doi.org/10.20535/EHS2710-3315.2025.331224
Consortium WMC. 1995. Management of radioactive waste in dumps in the Chernobyl exclusion area (TACIS UR/029). Summary report on Work Group 1. Assessment of arising, their emplacement and risk. Con-sortium Waste Management Chernobyl (TACIS UR/029). K.A.B., Document no. 1000/BM/05.0003/01, 1995.
Devlin J.F., Rhoades A.J.H., Heintz M.B. 2025. Advances in Monitored Natural Attenuation—New Methods Building on a Strong Foundation. Groundwater Monit R, 45: 3-4. https://doi.org/10.1111/gwmr.70023
DSTU ISO 5667-18:2007.. Water quality. Sampling. Part 18. Guidance on sampling of groundwater at contaminated sites (ISO 5667-18:2001, IDT). Kyiv: Derzhspozhyvstandart Ukrainy 2007. (in Ukrainian).
Dzhepo S.P., Skalskyy A.S., and Bugai D.A. 1997. Development of methods for the organization and implementation of groundwater monitoring in the Exclusion Zone in the years following the accident. In: Radio-Geoecology of Water Bodies in the Area Affected by the Chernobyl NPP Accident, vol. 1. Monitoring of Radioactive Contamination of Natural Waters of Ukraine. (Ed. O.V. Voitsekhovich). Kyiv: Chernobylinterinform, pp. 152–161 (in Russian).
Dzhepo S., Skalskyy A. 2002. Radioactive contamination of groundwater within the Chernobyl exclusion zone. In: Shestopalov V. (Ed.), Chernobyl Disaster and Groundwater. A.A. Balkema Publishers, pp. 25–70.
European Comission. 2009. WFD CIS Technical Report No. 18. 2009. Guidance on groundwater status and trend assessment, Directorate-General for Environment, European Commission. https://data.europa.eu/doi/10.2779/77587
Freed R., Smith L., Bugai D. 2004. The effective source area of 90Sr for a stream near Chernobyl, Ukraine. J. Contam. Hydrol., 71 (1–4), 1–26. https://doi.org/10.1016/j.jconhyd.2003.07.002
Fujikawa Y., Bugai D., Kokubun K., Avila R., Lewtas P., Taniguchi S., Laptev G., Kireev S., Panasiuk M., Shekhunova S. 2024. Characterization and Re-Evaluation of 137Cs in Groundwater from Monitoring Wells in the 10-Km Zone of the Chernobyl Nuclear Power Plant. Available at SSRN: http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.4888279
IAEA. 1999. Technical options for the remediation of contaminated groundwater. TECDOC-1088. International Atomic Energy Agency, Vienna.
IAEA. 2004. Surveillance and monitoring of near surface disposal facilities for radioactive waste. SRS no.35. International Atomic Energy Agency, Vienna.
IAEA. 2006a. Environmental Consequences of the Chernobyl Accident and their Remediation: Twenty Years of Experience. Report of the Chernobyl Forum Expert Group ‘Environment. International Atomic Energy Agency, Vienna.
IAEA. 2006b. Applicability of monitored natural attenuation at radioactively contaminated sites. Technical Report Series no.445, International Atomic Energy Agency, Vienna.
IAEA. 2014. Monitoring and Surveillance of Radioactive Waste Disposal Facilities. IAEA Safety Standards Series No. SSG-31. Vienna: International Atomic Energy Agency.
IAEA. 2019. Environmental Impact assessment of the drawdown of the Chernobyl NPP cooling pond as a basis for Its decommissioning and remediation. IAEA-TECDOC-1886. International Atomic Energy Agency, Vienna.
IAEA. 2023. 10 years of Remediation Efforts in Japan Outcomes from the 4 IAEA – MOE Expert Meetings on Environmental Recovery of offsite areas affected by the Fukushima Daiichi Accident. IAEA-TECDOC-2020. International Atomic Energy Agency, Vienna.
IGS. 1998. Operational and predictive assessment of radiohydrogeological conditions in the Exclusion Zone and development of recommendations for improvement of groundwater monitoring. Research report under Contract No. 4/6-95. (Scientific supervisor S.P. Dzhepo). Kyiv: Institute of Geological Sciences of the NAS of Ukraine (in Ukrainian).
Il’ichev V.A., Akhunov V.D. 1992. Research report: Study of radioactive waste burial sites, development of technologies and measures for their long-term localization and reburial, implementation of radiological and hydrogeological monitoring in the burial areas and adjacent territories. Report under Contract No. 720-N (V.A. Il’ichev, V.D. Akhunov). NIPIpromtekhnologii Institute, Moscow–Chernobyl (In Russian).
ISO (International Organization for Standardization). 2009. Water quality – Sampling – Part 11: Guidance on sampling of groundwaters. ISO 5667-11:2009. Geneva: International Orgaqnization for Standardization.
ISO (International Organization for Standardization). 2014. Water quality – Sampling – Part 14: Guidance on quality assurance and quality control of environmental water sampling and handling. ISO 5667-14:2014. Geneva: International Organization for Standardization.
ISO (International Organization for Standardization). 2021. Geotechnical investigation and testing — Sampling methods and groundwater measurements – Part 1: Technical principles for the sampling of soil, rock and groundwater. ISO 22475-1:2021. Geneva: International Organization for Standardization.
Kashparov V., Salbu Brit, Levchuk S., Protsak V., Maloshtan I., Simonucci C., Courbet C., Nguyen H., Sanzharova N., Zabrotsky V. 2019. Environmental behaviour of radioactive particles from Chernobyl, J. Env. Radioactivity, 208–209, 106025. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2019.106025.
Kireev S.I., Demyanovich O.V., Smirnova K.I., Vishnevsky D.O., Obrizan S.M., Godun B.O., Gurin O.S., Nikitina S.I. 2013. Radiation situation at the territory of exclusion zone in 2012. Problems of Chernobyl Exclusion Zone, 11, 18–37. http://www.chornobyl.net/wp-content/uploads/2018/01/digest-11.zip (in Ukrainian).
Kireev S. I., Nikitina T. I., Samoilov D. A., Buntova O. H., Fedorenko O. A., Pylypchuk T. V., Liaskivskyi V. V. 2024. Radiation state of the Chornobyl Exclusion Zone in 2023 based on the results of radiation and environmental monitoring. Meteorology. Hydrology. Environmental Monitoring, 1, 4–26. URL: http://jnas.nbuv.gov.ua/article/UJRN-0001512747
Kiva S., Stelya O., Proskura N. 1996. Modeling the Migration of 90Sr and 137Cs in the Subsurface from the Chernobyl NPP Unit-4 Shelter. MRS Proceedings, 465, 1335. https://doi.org/10.1557/PROC-465-1335
Le Coz M., Pannecoucke L., Saintenoy A., de Fouquet C., Freulon X., Cazala C. 2023. Do transient hydrological processes explain the variability of strontium-90 activity in groundwater downstream of a radioactive trench near Chernobyl? Journal of Environmental Radioactivity, 259–260, 107101. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2022.107101
Ledenev A.I., Ovcharov P.A., Mishunina I.B., Antropov V.M. 1995. Results of comprehensive studies of the radiation conditions of temporary localization points for radioactive waste in the exclusion zone of ChNPP. Problems of Chernobyl Exclusion Zone, 2, 46–50 (in Russian).
Litvin A.I., Panasyuk M.I., Levin G.V., Onyschenko I.P. 2016a. Contamination by 90Sr of groundwater at the territory of the “Shelter” object of the Chornobyl nuclear power plant. Problems of Safety of Nuclear Power Plants and Chornobyl, 26, 122–127 (in Ukrainian).
Matoshko A.V. 1995. Schematic representation and zoning of the sedimentary cover of the Chornobyl Exclusion Zone for hydrogeological monitoring. Problems of the Chornobyl Exclusion Zone, No. 4, 95–108 (in Ukrainian).
Matoshko A.V. 1996. Map of Quaternary deposits and zoning of the Quaternary sequence by types of geological sections. In: Shestopalov, V.M. (Ed.), Atlas of the Chornobyl Exclusion Zone. Kyiv: Kartographia Publishing House, 16–17.
Matoshko A., Bugai D., Dewiere L., Skalskyy A. 2004. Sedimentological study of the Chernobyl NPP site to schematize radionuclide migration conditions. Environm. Geol., 46, 820–830. https://doi.org/10.1007/s00254-004-1067-3
Matsala M., Bilous A., Myroniuk V., Holiaka D., Schepaschenko D., See L., Kraxner F. 2021. The Return of Nature to the Chernobyl Exclusion Zone: Increases in Forest Cover of 1.5 Times Since the 1986 Disaster. Forests, 12, 1024. https://doi.org/10.3390/f12081024
Mishunina I.B., Ledenev A.I., Hvesyk O.V. 1995. Assessment of the degree of isolation of radionuclides in the temporary radioactive waste storage site in exclusion zone of ChNPP. Problems of Chernobyl Exclusion Zone, 2, 53–57 (in Russian).
Molitor N., Drace Z., Bugai D., Sizov A., Haneke K., Thierfeldt S., Nitzsche O., Shapiro Y. 2017. Challenges and progress in improving safety and managing radioactive wastes at Chernobyl NPP in the Chernobyl Exclusion Zone. Problems of nuclear plants’ safety and of Chernobyl, 29, 35–49. http://www.ispnpp.kiev.ua/wp-content/uploads/2017/2017_29/c35.pdf
Panasiuk N.I., Pavluchenko N.I., Pravdiviy A.A., Alferov A.M., Rudko V.M., Kozoriz V.I., Stoyanov A.I., Gula V.A., Onischenko I.P., Buzinny M.G., Kurochin A.A., Smolegovets V.N. 1999. Assessment of radioactive contamination of geological environment and estimation of amount of radioactive wastes localized in technogenic soils in the vicinity of the “Shelter” object. ISTC “Ukritie”. Chernobyl, 16 p. Prepr. No. 99-2 (in Russian).
Panasiuk M. I., Matrosov D. T., Petrosenko Ye. I., Levin H. V., Liushnia P. A., Sizov M. O., Palamar L. A., Onyshchenko, I. P. 2018. Levels of radioactive contamination of groundwater at the Chornobyl NPP industrial site and measures for limiting its spread. Problems of Nuclear Power Plant Safety and of Chornobyl, Issue 30, 87–92 (in Ukrainian).
Panasiuk M.I., Stoianov O.I., Liushyna P.A., Levin H.V., Palamar L.A., Onyshchenko I.P. 2019. Results of radiation monitoring in the area of the NSC-SO complex and measures to reduce groundwater contamination. Problems of Nuclear Power Plants’ Safety and of Chornobyl, 32, 74–79 (in Ukrainian).
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 Chornobyl Nuclear Power Plant vicinity. Science of the Total Environment, 872, 161997. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.161997
Sellafield Ltd. 2017. Groundwater Monitoring at Sellafield. Annual Data Review 2016, LQTD000758. Sellafield, Sescale. Cumbria, UK.
Sobotovitch Ye.V., Olshtynsky S.P. 1992. Geochemistry of the technogenic environment. Kyiv: Naukova Dumka. 228 p. (in Russian).
Shestopalov V., Panasyuk N., Kukharenko D., Onyschenko I., Gudzenko V. 2002. Radioactive contamination of groundwater around the “Shelter” object. In: Shestopalov V. (Ed.), Chernobyl disaster and groundwater. A.A. Balkema Publishers, pp. 71–100.
Smith J.T., Beresford N.A. 2005. Chernobyl: Catastrophe and Consequences. Berlin: Springer.
Smith L., Gaganis P. 1998. Strontium-90 migration to water wells at the Chernobyl nuclear power plant: Re-evaluation of a decision model. Environ. & Engineer. Geosci., 4 (2), 161–174.
SOU-N MEV 40.1-00013741-79:2012. “Methodological Guidelines for Monitoring the Geological Environment at Nuclear Power Plants and Large Thermal Power Plants” (in Ukrainian).
SSE Ecocenter. 2019. Concept for the Management of Water Resources in the Context of the Reorganization of Activities in the Exclusion Zone, the Establishment of a Biosphere Reserve, and the Zone of Special Industrial Use (Approved by Director General S.I. Kireev). SSE Ecocenter, Chornobyl (in Ukrainian).
SSE Ecocenter. 2021. Statue of the State specialized enterprise “Ecocenter” (SSE “Ecocenter”) Identification code 40248151. (New version). (Approved by the Order of State agency of the Ukraine on exclusion zone management from 16.04.2021 no.74-21). SSE Ecocenter, Chornobyl (in Ukrainian).
US DOE. 2012. Scientific opportunities for monitoring at environmental remediation sites (SOMERS). Integrated System-Based Approaches to Monitoring. U.S. Department of Energy Office of Environmental Management.
US EPA. 2007. Monitored Natural Attenuation of Inorganic Contaminants in Groundwater. EPA/600/R-07/139, United States Environmental Protection Agency.
Van Meir N., Bugaï D., Kashparov V. 2009. The Experimental Platform in Chernobyl: An international research polygon in the Exclusion Zone for soil and groundwater contamination. In: Radioactive Particles in the Environment. (Eds. D.H. Oughton, V. Kashparov). Springer Science+Business Media B.V., pp. 197–208.
Voitsekhoviych O.V., Kanivets V., Onishi Y. 2007. The Chernobyl Accident and Its Aquatic Impacts on the Surrounding Area. In: Chernobyl – What Have We Learned? (Eds. Y. Onishi, O.V. Voitsekhovich and M.J. Zheleznyak). Springer, pp. 9–47.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Д.О. Бугай
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та безоплатно передають журналу невиключне право публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License (CC BY-NC 4.0), котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з некомерційними цілями, з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
