Структурная энтропия как мера фракционирования массопотоков в экосистемах в условиях транспортного прессинга

Анализируются особенности распределения полициклических ароматических углеводородов, рассматриваемых как геохимические маркеры массопереноса в структурных переходах «снег-почвы-растения» городских почвенно-растительных систем. Опытный импактный полигон - территория с интенсивным транспортным прессом - кампус РУДН с прилегающей зеленой зоной (юго-западный округ г. Москвы). Пространственная изменчивость полиаренов в средах и структурных переходах носит хаотический характер. Проведены расчеты выбросов полиаренов от сгорания топлива, истирания автошин, тормозных колодок и асфальта. Такое «наложение» загрязнения от внешних источников способствует интенсивной хаотизации структурных переходов в обозначенной системе. Оценена роль экстенсивных параметров (приращений энтропии, энергии Гиббса, энтальпии) в средах и различных структурных переходах. Акцентируется волновая природа воздействия автотранспортных средств как источников загрязнения. Информативные параметры франкционирования комплекса полиаренов - зависимости приращения структурной энтропии от коэффициентов транслокации во взаимодействующих компонентах. Аппарат термодинамики позволяет идентифицировать факторы и механизмы, определяющие накопление полиаренов в естественных и транспортно-нагруженных условиях. Методами группировок выделены подвижные и нейтральные пулы мигрирующих полиаренов в почвенно-растительной системе. Анализ миграции в неравновесной системе «снег-почвы-корни растений - стебли» с применением принципов термодинамики позволил выявить хаотичность процессов миграции и накопления. Ведущая роль в структуризации потоков полиаренов в приведенной системе отведена ризосфере. На основании изменчивости термодинамических параметров введено понятие структурной проточности систем. Это позволяет объективизировать процедуру оценок интенсивности антропогенных нагрузок и выявить участки почвенно-растительной системы с максимальным накоплением и с максимальной «пропускной способностью» по отношению к полиаренам.

The features of the distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons considered as geochemical markers of mass transfer in the structural transitions of «snow-soil-plants» of urban soil-plant systems are analyzed. The experimental impact test site is an area with an intensive transport press - the RUDN campus with an adjacent green zone (south-western district of Moscow). Spatial variability of polyarenes in media and structural transitions is chaotic. Calculations of polyarene emissions from fuel combustion, tire abrasion, brake pads and asphalt have been carried out. Such an «overlay» of pollution from external sources contributes to the intensive chaoticization of structural transitions in the designated system. The role of extensive parameters (entropy increments, Gibbs energy, enthalpy) in media and various structural transitions is estimated. The wave nature of the impact of motor vehicles as sources of pollution is emphasized. Informative parameters of the fractionation of the polyarene complex are the dependences of the increment of structural entropy on the translocation coefficients in the interacting components. The thermodynamic apparatus makes it possible to identify the factors and mechanisms that determine the accumulation of polyarenes in natural and transport-loaded conditions. Mobile and neutral pools of migrating polyarenes in the soil-plant system were identified by grouping methods. The analysis of migration in the nonequilibrium system «snow-soil-plant roots - stems» using the principles of thermodynamics revealed the chaotic processes of migration and accumulation. The leading role in the structuring of polyarene flows in the above system is assigned to the rhizosphere. Based on the variability of thermodynamic parameters, the concept of structural flowability of systems is introduced. The introduction of the concept makes it possible to objectify the procedure for assessing the intensity of anthropogenic loads and to identify areas of the soilplant system with maximum accumulation and with maximum «throughput» in relation to polyarenes.