В работе предложены общая модель и единый математический формализм описания неупругой деформации и разрушения различных твердых тел, как хрупких, так и пластичных, как процесса их эволюции в полях действующих сил. Нагружаемые твердые тела и среды описываются как нелинейные динамические системы. Одна из главных задач настоящей работы состоит в том, чтобы показать, что численные решения уравнений механики деформируемого твердого тела демонстрируют фундаментальные свойства нелинейных динамических систем — самоорганизованную критичность и наличие двух стадий эволюционного процесса (сравнительно медленной квазистационарной стадии и сверхбыстрой катастрофической — режима с обострением), если задача деформирования и разрушения прочной среды сформулирована как задача ее эволюции в полях действующих сил. Модель тестируется с помощью моделирования разрушения квазихрупких композитов при их осевом сжатии. Приведены также расчеты современных тектонических течений и сейсмического процесса в Центральной Азии, включая Байкальскую рифтовую зону и Алтае-Саянскую складчатую область. Показано, что численные решения всех рассматриваемых задач неупругого деформирования и разрушения нагружаемых сред демонстрируют свойство самоорганизованной критичности, включая особенности медленной динамики и пространственно-временную миграцию деформационной активности, а также развитие разрушения в две стадии — квазиравновесной стадии сравнительно медленного накопления средой повреждений и сверхбыстрого катастрофического режима. Расчетные сейсмические события выражают закон Гутенберга–Рихтера (закон повторяемости сейсмических событий).

Приведен краткий обзор фундаментальных (общих) свойств эволюции нелинейных динамических систем. Выполнено численное моделирование процесса эволюции напряженно-деформированного состояния в горном массиве с выработками, включая катастрофический этап обрушения кровли. Анализ результатов моделирования катастрофических разрушений элементов горного массива выполнен с позиций теории нелинейных динамических систем. Показано, что решения уравнений механики деформируемого твердого тела демонстрируют все характерные черты и особенности эволюции нелинейных динамических систем, включая состояние динамического хаоса, самоорганизованной критичности, катастрофического сверхбыстрого этапа эволюции напряженно-деформированного состояния на заключительной стадии разрушения. Расчетные сейсмические события отвечают закону Гутенберга-Рихтера. В численных расчетах получен эффект cut-off (загиб графика повторяемости вниз в области сильных крупномасштабных разрушений). Перед катастрофическим разрушением наблюдаются изменение графиков функции плотности вероятности флуктуаций напряжений от среднего тренда, уменьшение наклона графика повторяемости расчетных сейсмических событий, формирование областей сейсмического затишья в центральных областях зависшего пролета кровли и переключение активности деформационного процесса на периферию в области сопряжения выработанного пространства с целиком. Эти признаки свидетельствуют об увеличении вероятности катастрофы, и их можно рассматривать как предвестники катастрофического разрушения.

В лабораторных условиях исследовано влияние фотолюминесцентных (светокорректирующих) пленок на рост численности и ферментативную активность аборигенной микрофлоры почв, загрязненных нефтью в концентрации до 5%. Увеличение численности микрофлоры коррелирует с повышением ферментативной активности: каталазы в 2-4, дегидрогеназы в 2,5, уреазы в 4,5, полифенолоксидазы и пероксидазы в 2-3 с контрольными вариантами без применения пленок.

Данная работа - первый в России аналитический обзор, посвященный изучению поведения металлов в системе вода-порода. Рассматриваются механизмы и условия поглощения металлов (Cd, Zn, Cu, Pb, Ni, Со, Cr, As, Hg, Se, Ag), их десорбция и миграция с инфильтрующимися атмосферными осадками, что создает опасность загрязнения подземных вод. Изучены состав и характеристика твердой фазы природных сорбентов (почвенных и минеральных) в системе вода-порода, сорбционная способность различных гранулометрических фракций, литологические свойства почв и пород. Представлены корреляции параметров адсорбции с указанными свойствами природных сорбентов и относительная подвижность металлов. Значительное влияние на сорбцию металлов оказывает состав жидкой фазы: рН, ионная сила, природа катионов и анионов. Представлены коэффициенты распределения металлов, уравнения регрессии и коэффициенты корреляции при адсорбции в различных условиях. Особое внимание обращено на растворенное органическое вещество в местах складирования отходов и его влияние на подвижность металлов. Предлагаемый аналитический обзор существенно пополняет знания о закономерностях сорбции (десорбции) тяжелых металлов в различных условиях и о факторах, влияющих на величину сорбционных (десорбционных) параметров. Представленная информация будет полезна для выявления условий адсорбции металлов при обосновании выбора параметров моделирования их поведения в различных условиях в подземной гидросфере и сопредельных средах. Обзор рассчитан на специалистов, занимающихся изучением загрязнения зоны аэрации и подземных вод тяжелыми металлами.

В полевых условиях исследовано влияние полиэтиленовых светокорректирующих пленок на рост и оксигеназную активность микрофлоры почв, загрязненных нефтью в концентрации 5%. Изучен стимулирующий эффект пленок на рост численности и повышение оксигеназной активности аборигенной микрофлоры. В конце опыта через 80 сут остаточное содержание нефти понижается на 68-77%. Хроматографический анализ остаточных насыщенных углеводородов показал, что полностью элиминированы легкие углеводороды С9-С14, на 80-90% уменьшилась концентрация углеводородов с большей молекулярной массой. При этом коэффициент биодеструкции углеводородов нефти, определяемый по отношению суммы н-алканов (С17 + С18) к сумме изоалканов (пристан+фитан), увеличивается в 5-6 раз.

Сборник содержит результаты комплексного многолетнего изучения экосистем южной тайги Валдайской возвышенности в пределах экспериментального лесного бассейна "Таежный лог" Валдайского филиала Государственного гидрологического института Госкомгидромет. Рассматриваются вопросы формирования водного баланса бассейна, трансформации жидких осадков древостоями, химического состава водного стока, миграции химических веществ в яду сопряженных экосистем (катенах). Обсуждаются проблемы генезиса скрытоподзолитых почв района исследований. Отдельные статьи сборника посвящены анализу продуктивности еловых лестов и болот Валдая и роли биотических и абиотических факторов в продукционном процессе этих экосистем. Приводятся количественные характеристики населения почвообитающих беспозвоночных, птиц и мелких млекопитающих. даны концептуальная балансовая и математическая модели биологического круговорота и динамики экосистемы переходного болота. Статьи сборника представляют интерес для научных сотрудников - географов, биологов, экологов и почвоведов, а также для работников лесного хозяйства, специалистов в области мелиорации, охраны природы и контроля за состоянием окружающей среды.

В монографии излагаются теоретические основы внетропического лесного почвообразования, развивающие современные представления о генезисе, географии. истории и эволюции почв лесных биогеоценозов России. Проанализирована генетическая соподчиненность лесной растительности и почв. Раскрываются основные общие факторные и процессно-генетические отличительные особенности, а также пространственно-временные закономерности формирования почв и почвенного покрова. Сформировано представление о научной биогеоценотической природе лесного почвообразования.Для почвоведов, биогеоценологов, лесоводов, экологов, биологов, географов и специалистов, занимающихся проблемами окружающей среды и рационального природопользования.