ВНЕШНЯЯ НАГРУЗКА ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА ВОДНЫЕ ОБЪЕКТЫ: ПРОБЛЕМЫ И МОДЕЛИРОВАНИЕ

Аннотация

Вынос химических веществ с водосборного бассейна и внешняя нагрузка на водные объекты являются основными причинами их загрязнения. Методы математического моделирования представляют собой одно из перспективных направлений исследований экологического состояния водоемов. В то же время математическая аппроксимация процессов выноса загрязняющих веществ в растворенном виде и в виде, адсорбированном на продуктах эрозии почвы, осложняется отсутствием данных наблюдений за потоками вещества с территории водосбора и оценкой качества воды и химического состава донных отложений. Кроме того, большая пространственная изменчивость подстилающей поверхности водосбора, а именно неоднородность состава почвы, значительно осложняет оптимизацию алгоритмов оценки процессов сорбции/десорбции. С другой стороны, ситуация усугубляется несоответствием между характерным временем отдельных процессов – сорбции/десорбции тяжелых металлов в подстилающей поверхности и формирования водного и твердого стока на водосборе. То есть алгоритмы, существенно обобщающие процессы сорбции/десорбции вещества, должны соответствовать обобщенным по времени моделям потоков вещества из водосборного бассейна. В Институте озероведения Российской академии наук разработана система моделирования внешней нагрузки тяжелых металлов на водный объект. Эта система позволяет оценить вынос растворенных форм и соединений тяжелых металлов, адсорбированных на поверхности в водный объект. Система основана на модели почвенной эрозии и модели внешней нагрузки, имеет балансовую основу, учитывает процессы сорбции/десорбции в почвенном слое, удержание корней растений в водосборном бассейне и трансформацию потока растворов тяжелых металлов в водном объекте вследствие неконсервативности последнего. В результате расчетные данные позволяют дать рекомендации по оптимизации хозяйственной деятельности на водосборе с целью снижения нагрузки на водный объект.