Моделирование и прогнозирование пространственного распределения загрязнения тяжелыми металлами картофеля и овощей, выращиваемых на агроселитебных территориях

Abstract

На основании собственных экспериментальных исследований выполнена комплексная оценка загрязнения тяжелыми металлами (Cu, Zn, Mn, Pb, Cd,) картофеля и овощей, выращиваемых в пределах территории с индивидуальной жилой застройкой г. Горки. Установлено, что загрязнение овощей и картофеля имеет полиэлементный характер, а доминирующими их загрязнителями являются: для картофеля – Cd (медианное значение Коп = 1,36); для свеклы столовой и моркови столовой – Zn и Cd (медианное значение Коп = 2,94 и 2,22, 1,85 и 4,48 соответственно); для капусты белокочанной и лука репчатого – Zn (медианное значение Коп = 1,77 и 1,46 соответственно); для свеклы столовой – Cu (медианное значение Коп = 1,18). По способности к биологическому накоплению тяжелые металлы располагаются в следующие ниспадающие ряды: картофель: Cu > Cd > Zn > Pb > Mn; свекла столовая: Cu > Zn > Cd > Mn > Pb; морковь столовая: Cd > Zn > Cu > Pb > Mn; капуста белокочанная и лук репчатый: Zn > Cu > Cd > Pb > Mn. Для моделирования пространственного распределения загрязнения тяжелыми металлами картофеля и овощей использовался метод радиальных базисных функций, с помощью которого определены три зоны с различным уровнем комплексного загрязнения. Посредством применения автоматизированных нейронных сетей из многослойных перцептронов с минимальным и максимальным количеством скрытых нейронов 3 и 10 соответственно созданы модели, позволяющие прогнозировать накопление тяжелых металлов в картофеле и овощах. Результаты исследования могут быть использованы как местными органами государственного управления, так и исследователями для разработки мер по снижению риска для здоровья населения от употребления в пищу загрязненной продукции.