Многофакторное моделирование пространственно-временной структуры распределения загрязняющих веществ в почве
Решение проблемы анализа многомерных массивов данных контроля окружающей среды. Использование многофакторного метода классификации. Построение экологической карты населенного пункта. Статистические параметры геохимической миграции токсичных элементов.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 25.04.2017 |
| Размер файла | 13,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МНОГОФАКТОРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ СТРУКТУРЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ПОЧВЕ
Антоненко Е.М. - к. т. н., зав. лаб.
Юркова Р.Е. - вед. методист
ФГНУ "Российский НИИ проблем мелиорации"
Проблему анализа многомерных массивов данных контроля окружающей среды предлагается решить с использованием многофакторного метода классификации.
Для проведения контроля и оценки качества природной среды существуют различные методические подходы наблюдения за процессами техногенного загрязнения. Мониторинг изменения состава почвы позволяет рассматривать ее как наиболее точный индикатор состояния всего природного ландшафта.
Данное положение объясняется тем, что почва относится к наиболее стабильным и накопительным компонентам среды в биогеохимическом круговороте веществ. Поэтому несмотря на сложность и высокую динамичность протекания процессов техногенного загрязнения, геохимический контроль следует считать приоритетным направлением в области организации экологического мониторинга, а метод геохимического выявления и картографирования распределения атомов загрязняющих веществ - основным методом построения карты экологического состояния жизнеобеспечивающих сред.
Для построения экологической карты населенного пункта необходимо осуществить картирование территории по функциональным зонам, включающим в себя промышленные, селитебные (жилые), зеленые районы, железнодорожные и автомобильные магистрали. Далее проводится геохимическая съемка, т.е. химический анализ отобранных по плану почвенных образцов в каждой функциональной зоне, и составляется банк данных полученной информации.
Опыт исследования статистических параметров геохимической миграции токсичных элементов показал, что дисперсия как параметр оценки распределения концентраций загрязняющих веществ относится к основным геохимическим характеристикам анализа ассоциаций этих веществ [1]. При этом сложность и многочисленность техногенных воздействий на окружающую среду обусловливает случайный характер распределения токсичных веществ. Следует учитывать также, что при составлении полной картины экологической ситуации возникает необходимость в одновременном изучении многочисленных данных о загрязнении среды.
Отсутствие прямой корреляции между химическим характером источника загрязнения и находящихся под его влиянием участков с аномальным содержанием загрязняющих веществ, множественность причин и факторов трансформации геохимических условий выдвигают проблему поиска возможностей изучения взаимосвязи случайных данных, полученных в ходе экологических наблюдений. Отсюда следует, что исследование подобных задач можно решать посредством многомерной статистической обработки данных, например, методами множественной регрессии, корреляции, факторного анализа, кластерного анализа, методами фрактальных преобразований и другими [2; 3].
Наиболее эффективным из указанных методов для этой цели следует считать метод главных компонент, позволяющий моделировать распределение загрязняющих веществ в среде и, следовательно, более эффективно планировать природоохранные мероприятия.
Сущность метода заключается в преобразовании многомерного пространства переменных и в поиске оптимального подпространства, которое позволяло бы выделить небольшое число основных факторов (главных компонент), описывающих изучаемое явление. К основным преимуществам метода относятся объективность преобразования многомерного пространства, возможность получения нескольких факторов из множества исследуемых и такие свойства главных компонент, как взаимонезависимость (некоррелированность) и упорядоченность по доле описываемой дисперсии, а также исключение малозначащих, зачастую мешающих факторов (шум или фон). Недостатками метода являются относительная сложность математического аппарата, постановки задачи и интерпретации результатов.
Для изучения объемных массивов данных мониторинга могут использоваться такие статистические многомерные методы, как множественный корреляционный, регрессионный, факторный, кластерный, дисперсионный и дискриминантный анализы.
Каждый из этих методов предусматривает вычисление корреляционной или ковариационной матриц с последующими их преобразованиями. При этом исходные матрицы не разлагаются на ортогональные составляющие, несущие информацию об изменчивости изучаемых процессов. Поэтому результаты данных методов обладают пониженной устойчивостью в экстраполяционных условиях, а также в условиях незначительных изменений исходной информации. Помимо этого без разбиения исходных матриц на составляющие могут возникать проблемы математических преобразований, связанные с вырожденностью данных матриц и невозможностью в связи с этим получения решений вообще.
Привлечение к изучению многомерных статистических данных факторных методов позволяет избежать указанных выше основных недостатков за счет построения объектов исследования на новых гипотетических переменных - факторах обладающих свойствами большей информативности, устойчивости и взаимонезависимости (ортогональности) по сравнению с традиционными многомерными методами. Интерпретация полученных факторов помимо большей точности и содержательности также отличается возможностью моделирования и проверки принципиально новых гипотез о причинах рассматриваемых явлений.
Таким образом, применение метода многофакторной классификации загрязнителей или точек химикоаналитического контроля (постов наблюдения) в системе экологического мониторинга позволяет повысить точность учета влияния внешних факторов на экологическую ситуацию и оптимизировать мероприятия по нормализации качества среды.
экологический карта миграция токсичный
Список литературы
1. Численное моделирование в проблеме охраны среды : сб. науч. работ АН Кирг. ССР, ин-т математики. - Фрунзе : Илим, 1989. - 143 с.
2. Иберла, К. Факторный анализ / К. Иберла. - М. : Статистика, 1980. - 389 с.
3. Пененко, В. В. Модели и методы для задач охраны окружающей среды / В. В. Пененко, А. Е. Алоян. - Новосибирск : Наука, 1982. - 320 с.
Размещено на Allbest.ur
...Подобные документы
Анализ данных по загрязнению окружающей среды в республиках Башкортостан и Татарстан за 2003-2010 гг. Расчет платы за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, за сбросы загрязняющих веществ в водные объекты, размещение отходов производства и потребления.
курсовая работа [3,2 M], добавлен 07.09.2012Загрязнение окружающей среды, масштабы его распространения на современном этапе. Особенности использования нанотехнологий в охране окружающей среды: очистка вод, керамические мембраны, нанотрубки, использование диоксина, адсорбция загрязняющих веществ.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 05.04.2011Химическая характеристика почвы. Показатели для определения санитарного состояния почв. Предельно допустимые концентрации химических веществ в почве, степень их опасности. Методы отбора и подготовки проб, определения содержания микроэлементов в почве.
курсовая работа [53,9 K], добавлен 24.09.2012Краткая история предприятия, его стратегическое значение, оценка экологической опасности, производственно-технологическая характеристика. Общая оценка уровня экологической опасности предприятий цветной металлургии на предприятии, средства защиты.
контрольная работа [317,1 K], добавлен 06.03.2014Характеристика предприятия как источника загрязнения окружающей среды. Детальный анализ принципов формирования экологической системы управления. Сущность контроля за эффективностью работы газопылеулавливающих установок и содержанием вредных веществ.
презентация [153,7 K], добавлен 24.03.2015Экология, урбанизация, градостроительная экология. Методология и теория городской экологической среды. Рациональное использование и охрана природных ресурсов. Обеспечение экологической и радиационной безопасности. Оценка состояния окружающей среды.
контрольная работа [558,6 K], добавлен 11.05.2014Пути миграции углекислого газа в биосфере Земли. Процессы, возмещающие потери азота. Особенности миграции углекислого газа. Организмы биосферы участвующие в круговороте веществ. Формы проявления серы в почве. Роль фотосинтеза в круговороте веществ.
презентация [667,7 K], добавлен 17.02.2013Определение предельно допустимых сбросов веществ, сбрасываемых со сточными водами предприятия в водный объект, расположенный вне черты населенного пункта. Проверка допустимости сброса загрязняющих веществ, обладающих одинаковыми признаками вредности.
курсовая работа [40,1 K], добавлен 12.01.2014Краткая характеристика физико-географических и климатических условий. Характеристики источников выброса загрязняющих веществ в атмосферу и обоснование данных о выбросах вредных веществ. Охрана поверхностных и подземных вод от загрязнения и истощения.
курсовая работа [27,8 K], добавлен 18.01.2011Основные направления государственной политики охраны окружающей среды, права и обязанности граждан Украины в природоохранной сфере. Типология загрязнений природы, воздействие циркуляции загрязняющих веществ в природе: углерода, серы, азота и фосфора.
контрольная работа [21,5 K], добавлен 01.12.2009Оценка влияния деятельности предприятия на состояние атмосферного воздуха, на здоровье людей, находящихся в зоне риска. Нормирование выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в соответствии с действующим законодательством в сфере охраны окружающей среды.
дипломная работа [666,4 K], добавлен 12.11.2013Технология плазменной резки. Источники опасных и вредных производственных факторов при выполнении плазменной резки. Характеристика загрязняющих веществ. Определение годового выброса вредных веществ. Мероприятия по сокращению загрязнения окружающей среды.
контрольная работа [365,2 K], добавлен 16.01.2013Основные понятия о мониторинге окружающей среды, методы контроля загрязнений окружающей среды. Анализ методов контроля загрязнений. Рациональное и комплексное использование полезных ископаемых и энергетических ресурсов. Понятие экологического риска.
курсовая работа [47,4 K], добавлен 15.03.2016Доля железнодорожного транспорта в загрязнении окружающей природной среды. Количественная и качественная оценка предельно допустимых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Расчет загрязнения атмосферы источниками выбросов предприятия.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 25.05.2014Показатели, характеризующие уровень антропогенного воздействия на окружающую природную среду. Критерии качества окружающей среды. Требования к питьевой воде. Предельно допустимые концентрации химических веществ в почве. Индексы загрязнения атмосферы.
презентация [29,4 K], добавлен 12.08.2015Влияние железнодорожного транспорта на экологическую обстановку. Выбросы загрязняющих веществ от подвижных источников. Основные направления деятельности по охране и рациональному использованию водных ресурсов. Меры по сохранению лесных насаждений.
реферат [25,9 K], добавлен 23.06.2011Характеристика города Новолукомля в историческом, промышленном и культурном аспектах. Влияние предприятий и транспорта на состояние окружающей среды. Анализ выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, загрязнителей почв и водных объектов в городе.
дипломная работа [132,3 K], добавлен 11.05.2015Физические свойства почв и их основные типы в районе уничтожения химического оружия. Проведение экспериментов по исследованию физических характеристик почв. Защитные мероприятия по предупреждению миграции загрязнителей в поверхностные и подземные воды.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 19.06.2011Проблемы сохранения окружающей среды, включающие технологию рационального природопользования. Реализация принципов экологической безопасности, приоритеты городского развития в данной сфере. Охрана водных ресурсов, атмосферного воздуха, зеленых насаждений.
контрольная работа [41,6 K], добавлен 23.07.2012Основные понятия инвентаризации выбросов. Источники загрязняющих воздух веществ. Порядок проведения инвентаризации источников выбросов. Отбор проб. Проблемы нормирования выбросов загрязняющих веществ при проектировании предприятий ТОМС Инжиниринг.
курсовая работа [260,0 K], добавлен 13.05.2019
