К вопросу оценки содержания тяжелых металлов в системе "Почва - сельскохозяйственное растение" методами математического моделирования
To the question of estimating the heavy metals content in the system “soil - agricultural plant” with mathematical modeling

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

МИГРАЦИЯ, КОЭФФИЦИЕНТЫ НАКОПЛЕНИЯ, ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ, ПОЧВА, СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЕ РАСТЕНИЕ, MIGRATION, ACCUMULATION FACTORS, HEAVY METALS, SOIL, AGRICULTURAL PLANT

АННОТАЦИЯ

Авторы: Переволоцкая Татьяна Витальевна

В статье представлена разработанная в визуальной среде объектно ориентированного программирования Lazarus v1.6 программа для ЭВМ «Модель миграции тяжелых металлов в системе «почва - сельскохозяйственное растение»** Исследования проведены в 2000-2013 гг. . Концептуальная модель миграции тяжелых металлов в системе «почва - сельскохозяйственное растение» базируется на компартментном подходе. Процессы миграции между компартментами системы определяются константами переноса химического элемента, основанными на литературных данных и средних значениях величин коэффициентов накопления Zn, Сu, Pb, Cd в хозяйственно-ценных частях сельскохозяйственных культур (пшеница (зерно), ячмень (зерно), соя (зерно), капуста, свекла (корнеплоды), салат, картофель (клубнеплоды), морковь (корнеплоды) с учетом типа почвы. Математическое описание динамики миграции химических элементов между компартментами системы «почва - сельскохозяйственное растение» представлено системой линейных дифференциальных уравнений I порядка. Расчет проводится исходя из наиболее консервативного подхода, предполагающего максимальную концентрацию химического элемента в хозяйственно ценных частях сельскохозяйственных растений к концу сбора урожая. Оценка уровня загрязнения компартментов системы «почва - сельскохозяйственное растение» дается согласно кратности превышения предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ, ориентировочно допустимых концентраций загрязняющих веществ в почвах, с учетом фона и гигиенических требований безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Разработанная программа предназначена для оценки валового содержания Zn, Сu, Pb, Cd в хозяйственно ценных частях исследованных сельскохозяйственных культур с учетом типа почвы и может быть применена для осуществления поддержки принятия решений при возделывании сельскохозяйственных культур на почвах, загрязненных тяжелыми металлами

Abstract:

NAME: To the question of estimating the heavy metals content in the system “soil - agricultural plant” with mathematical modeling
AUTOR: Perevolotskaya Tatyana Vitalyevna

The article presents the computer program “Model for migrating heavy metals in the system “soil - agricultural plant” developed in the visual environment of object-oriented programming Lazarus v1.6. The conceptual model for migrating heavy metals in the system “soil - agricultural plant” is based on the compartmentalized approach. The processes of migration between compartments of the system are determined by the transport constants of the chemical element, based on the literature data and the average values of accumulation coefficients for Zn, Cu, Pb, Cd in the economically valuable parts of crops (wheat (grain), barley (grain), soy (grain), cabbage, beets (roots), lettuce, potatoes (tubers), carrots (roots)), taking into account the type of soil. The mathematical description of the dynamics of migrating chemical elements between the compartments of the system “soil - agricultural plant” is presented by a system of linear differential first-order equations. The calculation is carried out on the basis of the most conservative approach, involving the maximum concentration of the chemical element in the economically valuable parts of agricultural plants by the end of harvesting. The contamination level of compartments of the system “soil - agricultural plant” is estimated according to the multiplicity of exceeding the maximum permissible concentrations of pollutants, the approximate permissible concentrations of pollutants in soils, taking into account the ground parameters and hygienic requirements for safety and nutritional value of food products. The developed program is designed to estimate the gross content of Zn, Сu, Pb, Cd in the economically valuable parts of the studied crops, taking into account the type of soil and can be used for decision-making when cultivating crops on soils contaminated with heavy metals