Модель распространения нефтепродуктов в пористых почвенных системах в северных регионах

Изучены процессы загрязнения почв нефтепродуктами с позиции теории перколяции. В качестве простейшей модели рассмотрена так называемая ячеечная перколяция. С использованием механизма перколяционных процессов проведено экспериментальное исследование разливов нефтепродуктов в пористых почвенных системах. Установлено, что снижение пористости с увеличением размера фракций описывается обратной экспоненциальной зависимостью. На основании экспериментальных данных рассчитан также коэффициент проницаемости почвенных образцов. Коэффициент проницаемости гранулометрических фракций песчано-глинистых почв растет с увеличением размера фракции, подчиняясь сигмоидальной функции Больцмана. При этом в регрессионной зависимости значений коэффициента проницаемости от среднего размера изученных фракций имеется критическая область значений. Ниже размера фракций 0,2 мм пористая структура практически непроницаема для жидкости. Во фракциях размером свыше 0,6 мм устанавливается одинаковый высокий коэффициент проницаемости. В этих фракциях содержащиеся в почве нефтепродукты могут беспрепятственно распространяться по почвенному слою. Результаты работы дают основания для отнесения поглощения нефтепродуктов пористыми почвенными отложениями к разряду критических процессов. Предлагаемая методика и полученные с ее использованием результаты могут служить основой для классификации почв по отношению к нефтяному загрязнению. Установлено практическое значение выявления морфологии почвенных отложений для анализа возникновения чрезвычайных ситуаций, связанных с разливами нефтепродуктов.