ИССЛЕДОВАНИЕ МИГРАЦИИ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВЕ НА
ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКАГО МОДЕЛИРОВНИЯ
Возделывание сельскохозяйственных культур при использовании удобрений на оро-
шаемых и осушаемых землях существенным образом влияет на химический состав влаги в
зоне аэрации почв, подземных и поверхностных вод. Вследствие попадания в pаствоpенном
виде биогенного вещества, продуктов выветривания и различных элементов из органиче-
ских и минеральных удобрений в них повышается минерализация. Вследствие этого ухуд-
шаются физико-химические свойства почвенного раствора, в нем появляются токсические
вещества, т.е. происходит загрязнение почвы. В загрязненных почвах нарушается массооб-
менные процессы, обусловливающие перенос вещества в почвенных растворах и обмен ве-
щества между почвенными растворами другими фазами почв, играющие важную роль в
функционировании почвы как природного тела.
Борьба с загрязнением орошаемых земель требует от почвенно-агрохимических наук
переход от качественного описания явлений, происходящих в почвах при внесении удобре-
ний, к развитию количественной теории процессов миграции с их математическим модели-
рованием. На современном этапе ее решение невозможно без последовательного внедре-
ния принципов моделирования как эффективной формы интеграции традиционных знаний
почвоведения и методами прикладной математики. При системном подходе к восстановле-
нию, сохранению и управлению плодородием загрязненных почв, по его параметрам необхо-
димо разработать системно-экологические модели плодородия отдельных их типов и подэта-
пов для различных культур. А для этого необходимы количественный учет компонентов
плодородия загрязненных почв, установление оптимальных параметров их гидротермиче-
ских, физических, физико-химических, химических и биологических свойств (Аверьянов,
1978; Бочевер и др., 1979; Верещагин, 1979; Пачепский, 1990; Пинский, 1997).
Следовательно, обоснование мероприятий и методов предотвращения загрязнения поч-
венных экосистем должно основываться на изучении особенностей строения, структуры и
физико-химических свойств почв, а также процессов переноса химических веществ с учетом
процесса ионного обмена. В связи с этим важным является исследование вопросов переноса
растворенных веществ в загрязненных почвах с учетом массообменных процессов.
Физико-химическая миграция растворенных веществ в почвах.
Вертикальный перенос ионов растворенных веществ представляет собой сложный про-
цесс, протекающий в результате чередующихся нисходящего и восходящего движений рас-
творов проточных зон, часто в условиях ненасыщенных влагой почв. Кроме этого, при вер-
тикальном перемещении растворов по профилю почвы происходит физико-химическое вза-
имодействие между ионами, находящимися в растворе проточных пор и адсорбированными
на поверхности твердой фазы почвы, а также ионами застойных зон.
Перемещение ионов в проточных зонах осуществляется за счет конвективного пере-
носа (когда ионы движутся вместе с потоком воды), посредством диффузии (при этом дви-
жение ионов происходит против градиента концентрации) или под воздействием обоих этих
процессов. На концентрации растворов, кроме вышеизложенных процессов, оказывают
влияние также чисто химические процессы, такие как растворение, выпадение в осадок и
кристаллизация (Алексашенко, 1986; Бочевер и др., 1979; Веригин, 1953; Дворкин, 1968;
Микаилсой, Пачепский, 2003; Микаилсой, 2012; Пачепский, 1990; Пинский, 1997).
В связи с вышеизложенным механизмом переноса растворенных веществ в почвах
возникает необходимость исследования изменений загрязненности почвенных экосистем в
зависимости от формы и количества вносимых удобрений и ядохимикатов. При помощи по-
добных количественных алгоритмов можно в полном объеме реализовать процесс принятия
решений по борьбе и управлению загрязненностью удобряемых полей.
Достарыңызбен бөлісу: |