Оценка загрязненности осадков в заброшенном шламохранилище и их стратификация с использованием алгоритмов машинного обучения

Аннотация

Целями данного исследования являются оценка загрязненности толщи осадков, накопленных в заброшенном шламохранилище, а также разработка и апробация автоматизированного подхода к стратификации осадков. Оценка загрязненности произведена на основе данных о химическом составе осадков с применением интегральных индексов нагрузки тяжелыми металлами: суммарный показатель загрязнения Zс и индекс потенциального экологического риска RI. Согласно расчету, накопленные осадки характеризуются преимущественно высоким уровнем загрязнения в соответствии с оценочными критериями. Автоматизированный подход к стратификации осадков реализован с применением алгоритмов машинного обучения. В работе представлено описание алгоритма, реализованного на языке Python, приведены результаты его тестирования на примере осадков техногенного водоема. При кластеризации в изучаемых осадках выделено 5 слоев, значимо отличающихся по химическому составу. Построенные разрезы визуализируют неоднородное строение толщи осадков и в высокой степени согласуются с разрезами по значениям интегральных индексов, построенными ручными методами. Наилучшие результаты получены с применением метода кубической интерполяции.