Use of a Universal Entropy Model to Assess the Ecological State of the Rural Settlements Territories

Authors

  • Irina I. Kosinova Voronezh State University
  • Ignat M. Ignatenko Belgorod National Research University
  • Oleg V. Bazarsky Air Force Military Educational and Scientific Center “Air Force Academy named after Professor N.E. Zhukovsky and Y.A. Gagarin”
  • Alexander A. Kuryshev Voronezh State University
  • Victoria A. Budarina Voronezh State University

DOI:

https://doi.org/10.52575/2712-7443-2022-46-4-574-584

Keywords:

pollutants, total pollution index, modeling, ecological geology researches, entropy, sustainability, ecological-geological system

Abstract

Rural settlements of modern Russia are the basis of the country's food policy. They provide its demographic and economic development. A complicating factor is the placement of especially dangerous industrial and mining facilities rural settlements in the immediate vicinity. This type of impact is difficult to assess in an integral format. Currently, private methods have been developed for assessing the ecological state of the Earth individual geospheres. They are based on incompatible indicators measurements. These measures are not additive. They cannot be used to build a single model. The purpose of the work is to develop a model for a unified description of rural settlements the territories various geospheres the ecological state. Settlements are located in technogenic impact various levels areas. The model is based on a particular technique for measuring the ecological state of the lithosphere near-surface layer. A model of the dynamic chaos of the ecological state of the surface part was built for the territory of the Belgorod region the Starooskolsky district rural settlements in terms of its pollution with heavy metals. Assessment of the level of pollution according to the corresponding scales showed that the average level of entropy of rural settlements of the Starooskolsky district of the Belgorod region is in the rank of the norm, according to the SPZ – in the rank of dangerous. A slight difference in estimates is associated with the addition of non-additive values illegal from the point of view of mathematics in the calculation of SPZ. In the entropy model of dynamic chaos, this is excluded. This model shows that at low pollution levels the process is dynamic. When the current entropy increases due to bifurcations, an unstable chaotic state of the ecological system arises.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Irina I. Kosinova, Voronezh State University

Doctor of Geology and Mineralogy, Professor, Head of the Department of Ecological Geology of the Voronezh State University,
Voronezh, Russia

Ignat M. Ignatenko, Belgorod National Research University

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Director of the Institute of Earth Sciences of the Belgorod State National Research University,
Belgorod, Russia

Oleg V. Bazarsky, Air Force Military Educational and Scientific Center “Air Force Academy named after Professor N.E. Zhukovsky and Y.A. Gagarin”

Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Professor of the Air Force Military Educational and Scientific Center of the “Air Force Academy named after Professor N.E. Zhukovsky and Y.A. Gagarin”,
Voronezh, Russia

Alexander A. Kuryshev, Voronezh State University

Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Associate Professor of the Department of Ecological Geology of the Voronezh State University,
Voronezh, Russia

Victoria A. Budarina, Voronezh State University

Candidate of Legal Sciences, Associate Professor of the Department of Ecological Geology of the Voronezh State University,
Voronezh, Russia

References

Василенко Т.А., Свергузова С.В. 2019. Оценка воздействия на окружающую среду и экологическая экспертиза инженерных проектов. М., Вологда, Инфра-Инженерия, 265 с.

Ильяш В.В. 2019. Физика земли. Старый Оскол, 68 с.

Ким Д.П. 2007. Теория автоматического управления. Многомерные, нелинейные, оптимальные и адаптивные системы. М., Физматлит, 440 с.

Матвеев А.Н. 2006. Молекулярная физика. Москва, Оникс: Мир и Образование, 358 с.

Михайлов В.Н., Добролюбов С.А. 2017. Гидрология. М., Берлин, Директ-Медиа, 753 с.

Никиян А., Давыдова О. 2013. Биофизика. Оренбург, Оренбургский государственный университет, 104 с.

СанПиН 1.2.3685-21. Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания. Москва, Минюст России, 1025 с.

Стародубцев В.С. 2014. Эколого-гидрогеологическое прогнозирование и моделирование. Воронеж, Воронежский государственный университет, 116 с.

Сукало Г.М. 2022. Надзор и контроль в сфере безопасности. М., Директ-Медиа, 308 с.

Базарский О.В., Косинова И.И. 2005. О единой метрике комплексного эколого-геологического пространства. Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология, 2: 168–172.

Гарецкий Р.Г., Каратаев Г.И. 2015. Эколого-тектонофизическая среда Беларуси. Минск, Белорусская наука, 184 с.

Геология, геоэкология, эволюционная география. 2020. Под ред. Е.М. Нестерова, В.А. Снытко. СПб., Российский государственный педагогический университет им. А.И. Герцена (РГПУ), 296 с.

Козырев С.Б. 2014. Методическая программная поддержка динамической системы Ферхюльста. Вестник Костромского государственного университета имени Н.А. Некрасова, 20(5): 8–14.

Компьютеры и нелинейные явления. Информатика и современное естествознание. 1988. М., Наука, 190 с.

Косинова И.И., Бударина В.А., Фонова О.Г., Долбилова С.В., Зинченко Е.В. 2019. Преобразование абиотических компонентов природной среды в районах длительно существующих объектов логистики нефтепродуктов. Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология, 1: 88–92.

Косинова И.И., Ильяш В.В. 2001. Особенности и функциональное назначение эколого-геологических исследований территорий. Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология, 11: 230–236.

Крянев А.В., Лукин Г.В. 2006. Математические методы обработки неопределенных данных. М., Физматлит, 281 с.

Ла-Салль Ж., Лефшец С. 1964. Исследование устойчивости прямым методом Ляпунова. М., Мир, 168 с.

Негробов О.П., Астанин И.К., Стародубцев В.С., Астанина Н.Н. 2005. Оценка локального загрязнения приземного слоя атмосферы с учетом регионального переноса. В кн.: Проблемы охраны окружающей среды современного города. Материалы I Межрегиональной научно-практической конференции, 30 мая 2005. Воронеж, Кривичи: 31–36.

Стародубцев В.С., Исаев О.В. 2018. Модели и алгоритмы оценки устойчивости функционирования информационной системы в условиях воздействия негативных факторов. Вестник Воронежского института ФСИН России, 1: 104–107.

Шустер Г. 1988. Детерминированный хаос. Введение. М., Мир, 240 с.

Экологическая геология крупных горнодобывающих районов Северной Евразии (теория и практика). 2015. Под ред. И.И. Косиновой. Воронеж, Воронежская областная типография – издательство им. Е.А. Болховитинова, 576 с.

Kosinova I.I., Fonova O.G., Fonova S.I. 2021. Assessment Criteria for Ecological and Geological Zoning of Territories. South of Russia: ecology, development, 16(4(61)): 104–112. DOI: 10.18470/1992-1098-2021-4-104-112


Abstract views: 89

Share

Published

2022-12-30

How to Cite

Kosinova, I. I., Ignatenko, I. M., Bazarsky, O. V., Kuryshev, A. A., & Budarina, V. A. (2022). Use of a Universal Entropy Model to Assess the Ecological State of the Rural Settlements Territories. Regional Geosystems, 46(4), 574-584. https://doi.org/10.52575/2712-7443-2022-46-4-574-584

Issue

Section

Earth Sciences

Most read articles by the same author(s)