esoilБюллетень Почвенного института имени В.В. ДокучаеваDokuchaev Soil Bulletin0136-16942312-4202V.V. Dokuchaev Soil Science Institute10.19047/0136-1694-2019-97-150-164esoil-337Research ArticleСтатьиПАРАМЕТРЫ МОДЕЛЕЙ ВЕРТИКАЛЬНОЙ МИГРАЦИИ В ПОЧВАХ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ОКРЕСТНОСТИ ЗАВОДА ПО ПРОИЗВОДСТВУ СВИНЦА И СУРЬМЫPARAMETERS OF MATHEMATICAL MODELS FOR VERTICAL MIGRATION OF HEAVY METALS IN SOILS IN THE AREA OF LEAD AND ANTIMONY PLANThttps://orcid.org/0000-0003-0474-8019ФридА. С.FridA. S.

119017, Москва, Пыжевский пер, 7, стр. 2.

119017, Moscow, Pizhevskiy per., 7, build. 2.

asfrid@mail.ruБорисочкинаТ. И.BorisochkinaT. I.

119017, Москва, Пыжевский пер, 7, стр. 2.

119017, Moscow, Pizhevskiy per., 7, build. 2.

borisochkina_ti@esoil.ruПочвенный институт имени В.В. ДокучаеваРоссияV.V. Dokuchaev Soil Science InstituteRussian Federation201918062019097150164Copyright © Фрид А.С., Борисочкина Т.И., 20192019Фрид А.С., Борисочкина Т.И.Frid A.S., Borisochkina T.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://bulletin.esoil.ru/jour/article/view/337

 В статье приводится анализ данных (Yuan et al., 2017) по профильным распределениям в почвах тяжелых металлов в провинции Гуанси на юге Китая в зоне влияния завода по производству свинца и сурьмы. Почва – сильногумусированная дерново-карбонатная. Оценены усредненные по годам и глубине (“кажущиеся”) параметры моделей миграции (диффузионной и конвективно-диффузионной) в районе комбинированного загрязнения почв (только аэрогенного и в сочетании с заливом сточными водами завода). Бо́льшие значения диффузионных параметров получены для Zn и Cd (n∙10-7 см2/с), меньшие – для Pb и Sb (n∙10-8 см2/с). В случае залива почв сточными водами отмечена достоверная конвективная составляющая миграции для Zn и Sb, при этом пик концентрации цинка переместился на глубину 40–60 см. В то же время в данных условиях не было ожидаемой четкой обратной корреляции между миграционной подвижностью и величиной сорбции элементов почвой.

The data on distribution of heavy metals in the soil profile (Yuan et al., 2017) of the province Guangxi in southern China in the zone influenced by lead and antimony plant were analyzed. The soil is sod-calcareous and rich in humus. The averaged over the years and depth (“apparent”) parameters of diffusion and convective-diffusion models of migration in the area of combined soil pollution (only soil aerogenic pollution and in combination with the sewage waters) are estimated. The largest values of the diffusion parameters were obtained for Zn and Cd (n∙10–7 сm2/sec), the smallest values were obtained for Pb and Sb (n∙10–8 сm2/sec). When soil was flooded by waste waters, a reliable convective component of migration for Zn and Sb was noted. At the same time the peak of Zn concentration moved to the depth of 40–60 cm. Under these conditions there was no clear inverse correlation between the migration mobility and the amount of sorption of elements by the soil.

дерново-карбонатная почватяжелые металлывертикальная миграция в почвахмодели миграции и их параметрыюжный Китайsod-calcareous soilheavy metalsvertical migration in soilsmigration models and their parameterssouth ChinaReferencesМалкович Р.Ш. Математика диффузии в полупроводниках. М.: Наука, 1999. 387 с.Malkovich R.Sh., Matematika diffuzii v poluprovodnikakh (Mathematics of diffusion in semiconductors), Moscow: Nauka, 1999, 387 p.Полянин А.Д., Вязьмин А.В., Журов А.И., Казенин Д.А. Справочник по точным решениям уравнений тепло- и массопереноса. М.: Факториал, 1998. 368 с.Polyanin A.D., Vyaz'min A.V., Zhurov A.I., Kazenin D.A., Spravochnik po tochnym resheniyam uravnenii teplo- i massoperenosa (Handbook of exact solutions for heat and mass transfer equations), Moscow: Factorial, 1998, 368 p.Прохоров В.М. Миграция радиоактивных загрязнений в почвах: физико-химические механизмы и моделирование. М.: Энергоиздат, 1981. 100 с.Prokhorov V.M., Migratsiya radioaktivnykh zagryaznenii v pochvakh: fiziko-khimicheskie mekhanizmy i modelirovanie (Migration of radioactive contamination in the soil: physico-chemical mechanisms and modeling), Moscow: Energoizdat, 1981, 100 p.Прохоров В.М., Фрид А.С. Количественные закономерности диффузии ионов в почве как пористой адсорбирующей среде // Вопросы энерго- и массообмена в системе почва-растение-атмосфера. Труды по агрономической физике. Л., 1971. Вып. 32. С. 80–89.Prokhorov V.M., Frid A.S., Kolichestvennye zakonomernosti diffuzii ionov v pochve kak poristoi adsorbiruyushchei srede, Voprosy energo- i massoobmena v sisteme pochva-rastenie-atmosfera (Quantitative regulararities of ions diffusion in soil as a porous adsorbing medium, Issues of energy and mass transfer in the system soil-plant-atmosphere), Trudy po agronomicheskoi fizike, Leningrad, 1971, Vol. 32, pp. 80–89.Рыжинский М.В., Фрид А.С., Прохоров В.М. Сравнение точного и приближенного решений уравнения вынужденной диффузии при определении параметров хроматографического переноса // Журнал физической химии. 1971. Т. 45. № 11. С. 2875–2879.Ryzhinskii M.V., Frid A.S., Prokhorov V.M., Sravnenie tochnogo i priblizhennogo reshenii uravneniya vynuzhdennoi diffuzii pri opredelenii parametrov khromatograficheskogo perenosa (Comparison between precise and approximate data of the forced diffusion equation for determining the parameters of chromatographic transfer), Zhurnal fizicheskoy khimi, 1971, Vol. 45, No. 11, pp. 2875–2879.Рыжинский М.В., Фрид А.С. Обобщение уравнения конвективной диффузии на многофазную среду // Бюлл. научно-технич. информации по агрономической физике. Л., 1973. № 17–18. С. 17–21.Ryzhinskii M.V., Frid A.S., Obobshchenie uravneniya konvektivnoi diffuzii na mnogofaznuyu sredu (Generalising the equation of convective diffusion for many-phase medium), Byull. nauchno-tekhnich. informatsii po agronomicheskoi fizike, Leningrad, 1973, No. 17–18, pp.17–21.Фрид А.С. Механизмы и модели миграции Cs-137 в почвах // Радиационная биология. Радиоэкология. 1999. Т. 39. № 6. С. 667–674.Frid A.S., Mekhanizmy i modeli migratsii 137 Cs v pochvakh (The mechanisms and the models of 137 Cs migration in soils), Radiatsionnaya biologiya. Radioekologiya, 1999, Vol. 39, No. 6, pp. 667–674.Фрид А.С., Борисочкина Т.И. Использование миграционных моделей при исследовании передвижения тяжелых металлов в загрязненных почвах // Проблемы техногенного воздействия на сферу агропромышленного производства: теория и практика. Сб. тр. совещания 8 июня 2010 г. Обнинск, 2011. С. 100–105.Frid A.S., Borisochkina T.I., Ispol'zovanie migratsionnykh modelei pri issledovanii peredvizheniya tyazhelykh metallov v zagryaznennykh pochvakh (Application of migration models to the study of heavy metals ’ migration in contaminated soils), Proc. Meeting June 8, 2010, on Problems of anthropogenic impact on the scope of agro-industrial production: theory and practice, Obninsk, pp. 100–105.Фрид А.С., Гома Ботхина Саад М.А., Борисочкина Т.И. Миграция тяжелых металлов в аридных почвах Египта, орошаемых природными и городскими сточными водами (подведение итогов) // Агрохимия. 2016. № 11. С. 46–57.Frid A.S., Goma Botkhina Saad M.A., Borisochkina T.I., Migratsiya tyazhelykh metallov v aridnykh pochvakh Egipta, oroshaemykh prirodnymi i gorodskimi stochnymi vodami (podvedenie itogov) (The migration of heavy metal in Egyptian arid soils irrigated by natural and city waste waters (sum up)), Agrokhimiya, 2016, No. 11, pp.46–57.Фрид А.С., Борисочкина Т.И. Параметры моделей миграции тяжелых металлов и других элементов из пиритных хвостов в первые два месяца после попадания на карбонатную почву // Агрохимия. 2018 (a), № 2. С. 88–98. DOI: 10.7868/S0002188118020084.Frid A.S., Borisochkina T.I., Parametry modelei migratsii tyazhelykh metallov i drugikh elementov iz piritnykh khvostov v pervye dva mesyatsa posle popadaniya na karbonatnuyu pochvu (Parameters of migration models of heavy metals and other elements from pyrite tailings in the first two months after the spill on the calcareous sandy soil), Agrokhimiya, 2018 (a), No. 2, pp. 88–98, DOI: 10.7868/S0002188118020084.Фрид А.С., Борисочкина Т.И. Параметры моделей миграции тяжелых металлов в ненарушенных лесных почвах в зоне воздействия сталелитейного завода // Агрохимия. 2018 (б). № 3. С. 72–76. DOI: 10.7868/S0002188118030092.Frid A.S., Borisochkina T.I., Parametry modelei migratsii tyazhelykh metallov v nenarushennykh lesnykh pochvakh v zone vozdeistviya staleliteinogo zavoda (Parameters of the models of migration of heavy metals in undisturbed forest soils in the impact zone of steel mill), Agrokhimiya, 2018 (b), No. 3, pp. 72–76, DOI: 10.7868/S0002188118030092.Фрид А.С., Борисочкина Т.И. Параметры моделей миграции Zn и Cd в пахотных почвах в зоне воздействия металлургического комплекса // Агрохимия. 2018 (в). № 6. С. 63–67. DOI: 10.7868/S0002188118060078.Frid A.S., Borisochkina T.I., Parametry modelei migratsii Zn i Cd v pakhotnykh pochvakh v zone vozdeistviya metallurgicheskogo kompleksa (Parameters of Zn and Cd migration models in arable soils in the impact zone of metallurgical complex in the north of France), Agrokhimiya, 2018 (c), No. 6, pp. 63–67, DOI: 10.7868/S0002188118060078.Фрид А.С., Борисочкина Т.И. Использование малопараметрических динамических моделей для описания миграции тяжелых металлов по почвенному профилю различных ландшафтов // Новые методы и результаты исследований ландшафтов в Европе, Центральной Азии и Сибири. Т. III. Мониторинг и моделирование ландшафтов. М.: ВНИИА, 2018 (г). С. 315–318. DOI: 10.25680/1287.2018.88.21.259.Frid A.S., Borisochkina T.I., Ispol'zovanie maloparametricheskikh dinamicheskikh modelei dlya opisaniya migratsii tyazhelykh metallov po pochvennomu profilyu razlichnykh landshaftov (Use of parameter-reduced dynamic models to describe the migration of heavy metals in the soil profile of various landscapes), In: Novye metody i rezul'taty issledovanii landshaftov v Evrope, Tsentral'noi Azii i Sibiri (Novel methods and results of landscape research in Europe, Central Asia and Siberia (in five volumes)), Vol. 3 Landscape monitoring and modelling, Moscow: VNIIA, 2018 (g), pp. 315– 318, DOI: 10.25680/1287.2018.88.21.259.Condie K.C. Chemical-composition and evolution of the upper continental-crust – contrasting results from surface samples and shales // Chem. Geol. 1993. Vol. 104 (1–4). P. 1–37.Condie K.C., Chemical-composition and evolution of the upper continental-crust – contrasting results from surface samples and shales, Chem. Geol. 1993, Vol. 104 (1–4), pp. 1–37.Frid A.S. Migration models of Cu, Zn, and Cd in soils under irrigation with urban wastewater // Biogenic-abiogenic interactions in natural and anthropogenic systems. Lecture Notes in Earth System Sciences. Springer. Cham. 2016. P. 157–163. DOI: 10.1007/978-3-319-24987-2_13.Frid A.S., Migration models of Cu, Zn, and Cd in soils under irrigation with urban wastewater, Biogenic-abiogenic interactions in natural and anthropogenic systems, Lecture Notes in Earth System Sciences, Springer, Cham, 2016, pp. 157–163, DOI: 10.1007/978-3-319-24987-2_13.Yuan Y., Xiang M., Liu C., Theng B.K.G. Geochemical characteristics of heavy metal contamination induced by a sudden wastewater discharge from a smelter // J. of Geochemical Exploration. 2017. Vol. 176. P. 33–41.Yuan Y., Xiang M., Liu C., Theng B.K.G., Geochemical characteristics of heavy metal contamination induced by a sudden wastewater discharge from a smelter, J. of Geochemical Exploration, 2017, Vol. 176, pp. 33–41.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.