Геоінформаційне моделювання процесів забруднення ґрунтів приавтомагістральних геосистем сполуками свинцю
Анотація
Робота присвячена перевірці положень методики геоінформаційного моделювання актуального рівня забруднення сполуками свинцю ґрунтів приавтомагістральних геосистем. Методика використовує геоінформаційні та математичні моделі, за якими описується поведінка сполук свинцю при формуванні поля забруднення. Це моделі просторового розповсюдження важких металів в атмосферному повітрі, ґрунті, системі «грунт-рослина». Відпрацювання положень методики відбувалось в межах тестової ділянки, що має типові для природної зони мішаних лісів рівнинний флювіо-гляціальний та флювіальний рельєф, близьке до поверхні залягання ґрунтових вод, наявність заболочених територій, наявність ґрунтів переважно легкого механічного складу з кислою реакцією та фульватним типом гумусу. В процесі моделювання було визначено загальну кількість сполук свинцю, що надходить за одиницю часу в геосистему. За моделлю розсіювання домішок в атмосфері було отримано картографічне відображення розподілу сполук свинцю у приземних шарах атмосфери. Визначено кількість сполук свинцю, що потрапляє на поверхню ґрунту з приземних шарів атмосфери. На основі побудованої поверхні було визначено кількість свинцю, що виносяться з ґрунтів в процесі латеральної, радіальної та біогенної міграції. В результаті моделювання було визначено просторові параметри поля забруднення та швидкість процесу забруднення (або, навпаки, самоочищення) ґрунтів за основними геохімічними сценаріями. Встановлено, що в геосистемах тестової ділянки найвищу ймовірність акумуляції за сценарієм латеральної міграції мають замкнені від’ємні форми рельєфу. Визначення інтенсивності міграції розчинних форм свинцю у ґрунтах в процесі радіальної міграції, показало, що через проведене вапнування ґрунтів, лише на невеликій частині тестової ділянки простежується «дуже слабка» інтенсивність міграції металу, та, відповідно, «слабка» небезпека забруднення рослин. Переважно це стосується накопичення розчинних сполук свинцю в рослинах концентраторах. Дана методика може бути застосована для будь-якого важкого металу та інших фізико-географічних умов, що дозволяє реалізовувати таке моделювання в проектах екологічного менеджменту, визначаючи оптимальний рівень антропогенного навантаження у межах приавтомагістральних агроекосистем.
Завантаження
Посилання
Baydina, N.L. (1994). Inactivation of heavy metals by humus and zeolites in technologically contaminated soil. Pedology, 4, 121-126.
Berland M.E. (1975). Modern problems of atmospheric diffusion and atmospheric pollution. L., 448.
Blackbern A.A. (2001). About methods for calculating the balance of heavy metals on a catchment area. Geography and natural resources, 1, 125-128.
Voloshin I.M., Matviychuk L.Y., Lepky M.I. (2009). Features of geochemical contamination of highways of Volyn. Lutsk, 244.
Halahan, O.O. (2015). Determination of the level of contamination in highway geosystems by heavy metals compounds through mathematical and cartographic modeling. Physic Geography and Geomorphology, 4 (80), 121-125.
Halahan, A.A., Korohoda, N.P. (2014). Geoinformation modeling of the pollution of the near-earth layer of the atmosphere by heavy metals in the highway geosystems. Complex problems of technosphere safety: materials of the International scientific-practical conference Part IV. Voronezh (Russia), 127-131.
Halahan, O.O. (2013). Comprehensive assessment of heavy metals redistribution in highway agrolandscapes. Social-ecological problems of the transition to sustainable development: realities and perspectives of the XXI century: materials of the International scientific-practical conference, Kyiv-Yalta (Ukraine), 33-35.
Galagan, O.O. (2013). Modeling of the heavy metals distribution in the highway geosystems. Physic Geography and Geomorphology, 2 (70), 28-33.
Halahan, O., Korogoda, N. (2018). Calculation of the amount of heavy metals entering to the near-motoways geosystems with vehicle emissions. Bulletin of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Geography, 4(73), 20-24.
Glazovskaya M.A. (1988). Geochemistry of natural and technogenic landscapes of the USSR. М., 328 p.
Davidchuk V.S., Sorokina L.Yu., Rodina V.V. et al. (2005) Geoinformation Technologies in Landscape Mapping. Physical Geography and Geomorphology, 47, 24-30.
Dobrovolsky V.V. (1999). Landscape-geochemical criteria for assessing soil pollution by heavy metals. Pedology, 5, 639-645.
Zhovinsky E.Ya., Kuraeva I.V. (2012). Ecological-geochemical studies of environmental objects of Ukraine. K., 156.
Kabata-Pendias, A., Kabata-Pendias, H. (1989). Microelements in soils and plants. М., 439.
Kovalchuk I.P., Yevsukov T.O., Mkrtchyan O.S. (2009). Geospatial modeling of the potential for degradation processes on arable lands. Land management and cadastre, 4, 72-82.
Kostrikov, C.V. (2004). Attributive data for GIS and determination of morphological and morphometric attributes of fluvial relief. Geoinformatics, 4, 70-77.
Kostrikov S.V. (2006). Hydrologic-geomorphological approach to the study of the catchment organization of fluvial relief. Ukrainian Geographical Journal, 3, 46-54
Malysheva L.L. (1997) Landscape-geochemical assessment of the ecological status of the territories, Kyiv, 264.
Minkina, T. M. et al. (2011). Accumulation of heavy metals in the soil system - a plant exposed to pollution. Scientific Journal of the Russian Research Institute of Melioration Problems, 4, 4-12.
Mkrtchyan, O. (2004). Geoinformation modeling of the slope process. Bulletin of Lviv University. Geographic series, 30, 188-193.
National Report on the State of the Environment in Ukraine in 2014 (2016). K., 350.
Perelman A.I., Kasimov N.S. (2000). Geochemistry of the landscape. M., 768.
Sayet Yu.E. (1990). Environmental geochemistry. M., 335.
Samchuk A.I., Golubtsov O.G., Halahan O.O. (2009). Spatio-temporal features of heavy metals distribution in anthropogenized Polissia landscapes. Ukrainian Geographical Journal, 1, 19-24.
Svetlichny, A.A., Chorniy S.G., Shvebs G.E. (2004). Erosion Studies: Theoretical and Applied Aspects. Sumy, 410.
Svitlichny O.O., Plotnytsky S.V. (2006). Fundamentals of Geoinformatics; for the total. ed. O.O. Svitlychny. Sumy, 295.
Sorokina, L.Yu. (2008). Principles of modeling of natural-anthropogenic processes in landscapes of zones of influence of technogenic objects. Ukrainian Geographical Journal, 1, 36-40.
Transport Structures Highways: DBN B.2.3-4: 2007 [Effective 2007-07-01]. К .: Minregionstroy of Ukraine, 2007. 87. (State Building Standards of Ukraine)
Sysuev V.V. (1986) Modeling of processes in landscape-geochemical systems. M., 301.
Truskavetsky, R.S. (1998). The concept of soil and soil cover resistance to external loads. Visnyk Lviv Univ. Ser. Geogr., 23, 23-29.
Chervanov I.G., Kostrikov S.V. (2009). Hydrologic-geomorphological process at the catchment area: algorithms for structural-digital modeling. Geopolitics and ecogeodynamics of regions, 1, 52-63
G.I. Shevbs, O.O. Svitlichny (2001). Geomorphological conditions of surface soil washing. Ukrainian Geographical Journal, 4, 36-48.
DieselNet. Emission standards. EU: cars and light trucks (2017). Available at: https://www.dieselnet.com/
standards/eu/ld.php
Duong, Т., Lee, B-K. (2011). Determining contamination level of heavy metals in road dust from busy traffic areas with different characteristics. Journal of Environmental Management, 92, 554–562
European Landscape Convention. Available at: https://rm.coe.int/CoERMPublicCommonSearchServices/
DisplayDCTMContent?documentId=0900001680080621
Facchinelli, A., Sacchi, E., Mallen, L. (2001). Multivariate statistical and GIS-based approach to identify heavy metal sources in soils. Environmental Pollution, 114, 313–324.
Methodendokumentation «Bodenkunde»: Auswertungsmethoden zur Beurteilung der Empfindlichkeit und Belastbarkeit von Böden (2000). Geologisches Jahrbuch. Sonderhefte: Reihe G – Heft SG 1- Ad-hoc-AGBoden. Volker Hennings. Herausgegeben von der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe und den Staatlichen Geologischen Diensten in der Bundesrepublik Deutschland. Verlag Schweizerbart, Stuttgart, 296.
Nath, T. N. (2015). Assessment of heavy metals concentration deposited in roadside tea cultivated soil in Dibrugarh District of Assam, India. Journal of Chemistry and Chemical Sciences, 5 (1), 5-17.
Pagotto, C., Rémy N., Legret M., Le Cloirec P. (2010). Heavy Metal Pollution of Road Dust and Roadside Soil near a Major Rural Highway. Environmental Technology, 22, 307-319.
Pivić, R. N., Stanojković Sebić A. B., Pol. J. (2013). Assessment of Soil and Plant Contamination by Select Heavy Metals Along a Major European Highway. Polish Journal of Environmental Studies, 22 (5), 1465-1472.
Viard, B., Pihan Fr., Promeyrat S., Pihan J-C. (2004). Integrated assessment of heavy metal (Pb, Zn, Cd) highway pollution: bioaccumulation in soil, Graminaceae and land snails. Chemosphere, 55, 1349–1359.
