Прогноз состояния природных сред в зоне воздействия медно-никелевого комбината на основе технологии сбалансированной идентификации

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В статье рассматривается моделирование динамики концентрации никеля в почвах, воде и донных отложениях озер, вызванное выбросами в атмосферу комбината Печенганикель (Кольский полуостров) в течение всего периода его функционирования. Используется технология сбалансированной идентификации, которая позволяет на основе математического описания разнородных геохимических процессов, протекающих в экосистемах, объединить разнородные экспериментальные данные и построить компьютерную модель с оптимальным балансом сложности и близости к данным. Приводятся и обсуждаются результаты, в том числе оценки ретроспективного состояния моделируемых объектов и прогноз их динамики до 2030 г. По модельным расчетам интенсивность накопления Ni в почве составляла 2.4 и в 2 раза больше в донных отложениях в периоды максимальных выпадений (1980–2005 гг.), тогда как по прогнозу после остановки комбината начнутся снижение накопления Ni в донных отложениях и медленное выщелачивание Ni из почвы с интенсивностью 0.2 мг/м2год.

Об авторах

А. В. Соколов

Институт геохимии и аналитической химии
им. В.И. Вернадского Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: alexander.v.sokolov@gmail.com
Россия, Москва

Н. А. Гашкина

Институт геохимии и аналитической химии
им. В.И. Вернадского Российской академии наук

Email: alexander.v.sokolov@gmail.com
Россия, Москва

Т. И. Моисеенко

Институт геохимии и аналитической химии
им. В.И. Вернадского Российской академии наук

Email: alexander.v.sokolov@gmail.com
Россия, Москва

Список литературы

  1. Strobl K., Kollmann J., Teixeira L.H. Integrated assessment of ecosystem recovery using a multifunctionality approach // Ecosphere. 2019. V. 10. P. e02930.
  2. Моисеенко Т.И., Мегорский В.В., Гашкина Н.А., Кудрявцева Л.П. Влияние загрязнения вод на здоровье населения индустриального региона севера // Водные ресурсы. 2010. Т. 37. № 2. С. 194–203.
  3. Nriagu J.O., Wong H.K.T., Lawson G., Daniel P. Saturation of ecosystems with toxic metals in Sudbury basin, Ontario, Canada // Sci. Total Environ. 1998. V. 223. P. 99–117.
  4. Kvaeven B., Ulstein M.J., Skjelkvåle B.L. ICP Waters - An international program for surface water monitoring // Water Air Soil Pollut. 2001. V. 130. P. 775–780.
  5. Skjelkvale B.L., Andersen T., Fjeld E., Mannio J., Wilander A., Johansson K., Jensen J.P., Moiseenko T. Heavy Metals in Nordic Lakes; Concentrations, Geografical Patterns and Relation to Critical Limits. AMBIO. 2001. V. 30. P. 2–10.
  6. Rognerud S., Norton S.A., Dauvalter V. Heavy metal pollution in lake sediments in the border areas between Russia and Norway. NIVA-Report 522/93. Oslo, Norway: NIVA, 1993. 18 p.
  7. Соколов А.В., Волошинов В.В. Выбор математической модели: баланс между сложностью и близостью к измерениям // International Journal of Open Information Technologies. 2018. V. 6. № 9. Р. 33–41.
  8. Sokolov A.V., Voloshinov V.V. Model Selection by Balanced Identification: the Interplay of Optimization and Distributed Computing // Open Comput. Sci. 2020. V. 10. P. 283–295.
  9. Кашулина Г.М. Аэротехногенная трансформация почв европейского субарктичского региона. Апатиты: КНЦ РАН, 2002. Ч. 1. 158 с.
  10. Current State of Terrestrial Ecosystems in the Joint Norwegian, Russian and Finnish Border Area in Northern Fennoscandia. Working Papers of the Finnish Forest Research Institute 85 (Eds. Derome J., Myking T., Aarrestad P.A.). Helsinki, Finland: Finnish Forest Research Institute, 2008. 98 p.
  11. Рассеянные элементы в бореальных лесах. Под ред. Исаева А.С. М.: Наука, 2004. 616 с.
  12. Евдокимова Г.А., Мозгова Н.П., Корнейкова М.В. Содержание и токсичность тяжелых металлов в почвах зоны воздействия газовоздушных выбросов комбината “Печенганикель” // Почвоведение 2014. № 5. С. 625–631.
  13. Moiseenko T.I., Gashkina N.A., Dinu M.I., Kremleva T.A., Khoroshavin V.Y. Water Chemistry of Arctic Lakes under Airborne Contamination of Watersheds // Water. 2020. V. 12. P. 1659.
  14. Гашкина Н.А., Моисеенко Т.И. Пространственно-временные закономерности изменения химического состава вод озер под влиянием выбросов медно-никелевых производств: прогноз закисления // Геохимия. 2016. № 12. С. 1122–1137.
  15. Norton S.A., Appleby P.G., Dauvalter V., Traaen T.S. Trace metal pollution in eastern Finnmark, Norway and Kola Peninsula, Northeastern Russia as evidences by studies of lake sediment. NIVA-Report 41/1996. Oslo, Norway: NIVA, 1996. 18 p.
  16. Даувальтер В.А., Кашулин Н.А., Денисов Д.Б. Тенденции изменения содержания тяжелых металлов в донных отложениях озер Севера Фенноскандии в последние столетия // Труды КарНЦ РАН 2015. № 9. С. 62–75.
  17. Narendrula R., Nkongolo K.K., Beckett P., Spiers G. Total and bioavailable metals in two contrasting mining regions (Sudbury in Canada and Lubumbashi in DR-Congo): relation to genetic variation in plant populations // Chem. Ecol. 2013. V. 29. P. 111–127.
  18. Gunn J., Keller W., Negusanti J., Potvin R., Beskett P., Winterhalder K. Ecosystem recovery after emission reductions: Sudbury, Canada // Water, Air, Soil Pollut. 1995. V. 85. P. 1783–1788.
  19. Tropea A.E., Paterson A.M., Keller W., Smol J.P. Sudbury sediments revisited: evaluating liminological recovery in a multiple-stressor environment // Water, Air, Soil Pollut. 2010. V. 210. P. 317–333.
  20. Schindler M., Kamber B.S. High-resolution lake sediment reconstruction of industrial impact in a world-class mining and smelting center, Sudbury, Ontario, Canada // Appl. Geochem. 2013. V. 37. P. 102–116.

Дополнительные файлы


© А.В. Соколов, Н.А. Гашкина, Т.И. Моисеенко, 2023