Соціально-правові студії

Анотація

Моделювання процесів міграції токсичних речовин у ґрунтах має величезне значення для забезпечення екологічної безпеки довкілля. У літературі представлено безліч моделей опису процесів міграції, але вони переважно мають теоретичний характер і не піддаються реалізації на практиці. Інший клас моделей базується на припущенні, що процес акумуляції забруднень у ґрунтах можна описати рівняннями для опису хімічних процесів першого, другого, псевдо другого та вищих порядків. У таких моделях процес взаємодії полютанта з ґрунтовим середовищем враховується з точки зору хімічної взаємодії, але зовсім не враховуються дифузійні процеси, що мають місце під час процесів міграції. У роботі проаналізовано проблеми забруднення навколишнього середовища важкими металами, мінеральними добривами як джерелами важких металів, оцінено ступінь забруднення важкими металами та антропогенне забруднення ґрунтового покриву, описані механізми накопичення рослинами важких металів, нормування токсичних речовин у ґрунті. Розроблено математичну модель для прогнозування міграції важких металів у ґрунтовому середовищі з урахуванням адсорбції. Запропонована модель дозволяє прогнозувати розподіл компоненту на межі розділу фаз тверде тіло-рідина у безрозмірній висоті шару сорбенту з урахуванням процесу адсорбції. Розроблена модель адекватна для зовнішньодифузійної області. Враховуючи, що встановлення рівноваги адсорбційної системи супроводжується процесами адсорбції та десорбції компоненту в шарі сорбента, у динамічних умовах адсорбційний процес буде ускладнюватися гідродинамікою рухомого матеріального потоку в шарі сорбента. Експериментальні дослідження процесу адсорбції катіонів важких металів у апараті колонного типу показали, що процес відбувається у зовнішньо дифузійній області. Критерій Біо в умовах експерименту становив Bi = 900, коефіцієнт дифузії D = 2,3∙10^-10 м²/с, коефіцієнт масовіддачі β = 3∙10^-5 м/с. Порівняння експериментальних та теоретичних даних показало хорошу збіжність результатів та адекватність математичної моделі для її застосування для базового алгоритму у програмах для моделювання стану довкілля

Ключові слова: важкі метали, міграція, адсорбція, грунт, математична модель

Цитувати