Организация биомониторинга химически опасных объектов с применением инструментов моделирования миграции загрязняющих веществ

Рамис Алмазович Галиакберов; Игорь Михайлович Янников; Владимир Александрович Алексеев

doi:10.22213/2410-9304-2025-1-12-19

Авторы

Р. А. Галиакберов Ижевский нефтяной научный центр
И. М. Янников ИжГТУ имени М. Т. Калашникова
В. А. Алексеев ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2025-1-12-19

Ключевые слова:

способ организации биомониторинга, вертикальная и горизонтальная миграция, загрязняющие вещества, цифровое моделирование рельефа территории, идентификационный экологический полигон, биомониторинг, химически опасные объекты

Аннотация

Статья посвящена описанию и научному обоснованию способа повышения эффективности работы системы биомониторинга химически опасных объектов с использованием идентификационных экологических полигонов (Янников И. М. Биомониторинг объектов по уничтожению химического оружия с использованием идентификационного полигона: дис. ... канд. техн. наук: 05.13.01 и 03.00.16. Ижевск, 2007. 210 с.). Авторами отмечено, чтопри обработке результатов данной системы биомониторинга не учитываются особенности рельефа местности и связанных с ними явлений миграции загрязняющих веществ. Для решения обозначенной проблемы авторами предлагается внедрение методов и способов моделирования миграции загрязняющих веществ (далее - ЗВ) на цифровых моделях рельефа (далее - ЦМР) территории в систему обработки результатов биомониторинга. Предложен способ организации биомониторинга химически опасных объектов (далее - ХОО) с использованием идентификационных экологических полигонов (далее - ИЭП) с применением инструментов моделирования миграции ЗВ в вертикальном и горизонтальном направлениях. При этом под моделированием путей вертикальной миграции ЗВ подразумевается моделирование процесса вымывания ЗВ, находящихся в атмосферном воздухезоны влияния ХОО. Под моделированием горизонтальной миграции ЗВ подразумевается моделирование перемещения осадков в места понижения рельефа местности на ЦМР территории и их дальнейшее скопление на данных участках. На примере бывшего объекта по хранению и уничтожению химического оружия (далее - ОХУХО) проведено поэтапное описание способа организации биомониторинга ХОО (Патент № 2821839 РФ. Заявка № 2024103087 от 07.12.2024. Способ биологического мониторинга химически опасных объектов / Алексеев В. А., Янников И. М., Галиакберов Р. А., Телегина М. В., Козловская Н. В. Дата регистр. В Госреестре изобретений 26.06.2024 г.). Первый этап включает в себя задание и анализ исходных данных и граничных условий, в рамках которого осуществляется подбор ЦМР территорий либо создание собственной упрощенной ЦМР. Результаты оценки рельефа территории представляются в численном виде, исходные данные для проведения моделирования получают буквенные обозначения и единицы измерения. На втором этапе работы производится моделирование вертикальной миграции ЗВ путем проведения последовательного расчета количества ЗВ, вымываемого из атмосферного воздуха. Приводится графическое описание и расчет процесса поглощения. На третьем этапе осуществляется моделирование горизонтальной миграции ЗВ в почве. Конечным результатом проведения расчетов является выявление некоторого объема ячеек ЦМР территории, в котором происходит задержка ЗВ, что свидетельствует о достижении заданной цели. По итогам приведенного описания сделаны выводы о прогнозируемых результатах использования инструментов моделирования в системе биомониторинга с использованием ИЭП, заключающихся в обосновании системы расстановки пунктов (точек) пробоотбора, повышении точности и достоверности обработки результатов проведения биомониторинга.

Биографии авторов

Р. А. Галиакберов, Ижевский нефтяной научный центр

аспирант

И. М. Янников, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

доктор технических наук, доцент

В. А. Алексеев, ИжГТУ имени М. Т. Калашникова

доктор технических наук, профессор

Библиографические ссылки

Янников И. М. Методы и системы автоматизации обработки результатов биологического мониторинга потенциально опасных объектов: монография. Самара: Изд-во СамНЦ РАН, 2020. 486 с.

Припачкин Д. А., Будыка А. К. Влияние параметров аэрозольных частиц на их вымывание из атмосферы дождевыми каплями // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2020. T. 56, № 2. С. 203-209.

Аккумуляция и миграция тяжелых металлов в почвах и растениях в условиях антропогенного загрязнения городской среды / А. С. Петухов, Г. А. Кремлева, Г. А. Петухова, Н. А. Хритохин // Труды КарНЦ РАН. 2022. № 3. С. 53-66.

Федутинов К. А. Интеллектуализация процессов принятия решений в организационных системах в условиях оперативного анализа мониторинговых данных: дис. … канд. техн. наук: 2.3.4: защищена 26.01.2024: Федутинов Константин Александрович. Воронеж, 2023. 21 с.

Прогнозирование вертикальной миграции 137cs чернобыльского происхождения в почвах плакорных и аккумулятивных агроландшафтов Плавского радиоактивного пятна / С. И. Спиридонов, В. В. Кречетников, И. Е. Титов, В. К. Кузнецов // Агрохимический вестник. 2022. №5. С. 77-82.

Ковалева Е. И., Демин В. В., Трофимов С. Я. Радиальная миграция нефтепродуктов в почвах о. Сахалин по материалам лабораторных лизиметрических экспериментов // Вестник Московского университета. Серия 17. Почвоведение. 2021. № 3. С. 70-78.

Сахно А. В., Лебедев С. А. Перспективы использования цифровой модели рельефа для решения прикладных задач геологии и геофизики // Фундаментальные и прикладные аспекты геологии, геофизики и геоэкологии с использованием современных информационных технологий: материалы VI Международной научно-практической конференции. Ч. 2. Майкоп: ИП Кучеренко В.О., 2021. С. 93-100.

Цифровые технологии в системе мониторинга окружающей среды на месторождениях твердых полезных ископаемых / О. М. Гуман, А. Б. Макаров, И. А. Антонова, Е. О. Вегнер-Козлова // Известия Уральского государственного горного университета. 2020. Вып. 2 (58). С. 97-102.

Янников И. М., Галиакберов Р. А. К вопросу проведения экологического мониторинга в районах перепрофилированных объектов по уничтожению химического оружия // Экологические проблемы промышленных городов: сборник научных трудов по материалам 10-й Международной научно-практической конференции. Саратов: Амирит, 2023. С. 107-110.

Влияние процесса миграции загрязняющих веществ на экологическую обстановку в зоне влияния химически опасного объекта / Р. А. Галиакберов, И. М. Янников, В. А. Алексеев, М. В. Ершова // Интеллектуальные системы в производстве. 2024. Т. 22, № 2. С. 94-102.

Покоева М. В., Ярославцев А. М. Экологические исследования смешанных насаждений методами дистанционного зондирования // Вестник МГУЛ - Лесной вестник. 2020. № 3. С. 33-38.

Лютяева Д. В. Применение метода биоиндикации при качественной оценке территорий с разной техногенной нагрузкой // Вестник магистратуры. 2020. № 5-5 (104). С. 15-20.

Шаммаков Г. Ы., Назаров Н. Б. Применение химических технологий в экологическом мониторинге и контроле: Методы, технологии и перспективы // Символ науки. 2023. № 10-2. С. 30-31.

Мониторинг природной среды: учеб. пособие. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2022. 176 с.

Уколов А. И., Радилов А. С. О развитии идей биологического контроля производственного воздействия вредных химических веществ (дискуссия) // Мед. труда и промышленная экология. 2022. № 11. С. 740-746.

Янников И. М., Телегина М. В., Кузнецов Н. П. Методика оценки экологической ситуации загрязненных территорий // Интеллектуальные системы в производстве. 2020. № 1 (109). С. 28-32.