Введение к работе
Актуальность работы. Масштабы и физические особенности техногенных воздействий на природную среду порождают значительные негативные явления, вызывающие отрицательные последствия в экосистеме, что сказывается, в первую очередь, на здоровье населения.
Антропогенное загрязнение атмосферы является одним из главных факторов, влияющих на нарушение равновесия в системе природа-человек. Общеизвестно, что состояние здоровья человека находится в тесной взаимосвязи с качеством атмосферного воздуха.
Чтобы оценить влияние антропогенного загрязнения атмосферного воздуха необходимо учесть ряд факторов, влияющих на способность атмосферы к накоплению загрязняющих веществ. Систематизация их и оценка фактического состояния воздушного бассейна позволяет прогнозировать ожидаемую ситуацию и реализовать конкретные меры по снижению его загрязнения.
Однако на сегодняшний день недостаточно работ, отражающих детальный анализ природных условий и факторов, влияющих на антропогенное загрязнение окружающей среды. В первую очередь, это относится к различным производственным подразделениям агропромышленного комплекса. К настоящему времени последствия их эксплуатации изучены недостаточно и должны получить свое отражение в проведении специальных экологических исследований и мониторинга качественного состава атмосферного воздуха на отдельно взятых территориях повышенной техногенной нагрузки. Перечисленный круг нерешенных вопросов определил актуальность, составил цель и задачи настоящей работы. Для улучшения оценки экологической безопасности в исследовании использовались методы математической статистики и математического моделирования. Методы математического моделирования позволяют рассчитывать изменение уровня загрязнения воздушного бассейна у земли при выбросе из одиночного источника и группы источников, при нагретых и холодных выбросах, а также дают возможность одновременно учесть действие разнородных источников и рассчитать суммарное зафязнение атмосферы от совокупности выбросов стационарных и передвижных источников.
Диссертация выполнена в рамках госбюджетных НИР «Комплексная оценка качества атмосферы Оренбургской области» (ГР № 01.980009155) и «Геометрическое моделирование сложных систем и объектов» (ГР № 01.2002209363).
Цель и задачи исследования
Цель работы заключается в определении обусловленности параметров загрязнения окружающей среды подразделениями хлебопекарного производства, их параметрический прогноз и минимизация.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
изучена экологическая ситуация г. Оренбурга, с. Грачевка, с. Кваркено, динамика качества атмосферного воздуха;
изучен качественный и количественный составы антропогенного зафяз-нения атмосферного воздуха;
исследовано влияние климатических факторов на процесс рассеивания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенного пункта в условиях резко-континентального климата;
исследованы закономерности влияния выбросов хлебопекарных предприятий на экологическое состояние атмосферы города и сельских населенных пунктов, разработан алгоритм оценки качества атмосферы в зависимости от метеорологических условий и количества выбросов в конкретный период времени;
построены модели для оценки обусловленности параметров загрязнения окружающей среды и для их прогноза.
Объектом исследования являются выбросы хлебопекарных предприятий в атмосферу.
Предметом исследования является воздействие выбросов хлебопекарных предприятий на качество атмосферного воздуха населенного пункта в условиях резко континентального климата.
Методы исследований. Для составления модели прогнозирования качества атмосферного воздуха в зависимости от метеорологических условий и количества выбросов в конкретный период времени были использованы методы корреляционного, факторного и регрессионного анализов, а также прикладные программы CVXPT32, TC3D, Mathematica.
Научная новизна работы состоит в следующем:
разработан алгоритм комплексной оценки качественного состава атмосферного воздуха населенного пункта в условиях резко континЕнгального климата;
разработана модель, позволяющая отслеживать общую динамику индекса загрязнения атмосферы в зависимости от метеорологических условий, величины выброса, времени суток и сезона.
Практическая значимость работы заключается в следующем:
полученный алгоритм комплексной оценки качественного состава атмосферного воздуха населенного пункта позволяет предприятиям разрабатывать мероприятия по снижению пиковой нагрузки выбросов в атмосферу;
разработана модель, позволяющая прогнозировать состояние атмосферного воздуха при планировании мероприятий по улучшению экологической ситуации отдельного района и населенного пункта в целом в условиях резко континентального климата.
Основные положения, выносимые на защиту:
определение качественных парных и групповых обусловленностей загрязнения атмосферы производственными структурами агропромышленного комплекса;
определение количественных обусловленностей загрязнения атмосферы производственными структурами агропромышленного комплекса;
алгоритм оценки качества атмосферного воздуха населенного пункта в условиях резко континентального климата;
модель прогнозирования качества атмосферного воздуха населенного пункта в зависимости от метеорологических условий и количества выбросов в конкретный период времени.
Внедрение разработанной модели осуществлено Оренбургским областным центром по метеорологии и мониторингу окружающей среды. Результаты исследований используются при чтении курса «Компьютерной графики и компьютерного моделирования» и ведении практических занятий для специальностей факультета информационных технологий ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет».
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на всероссийской научно-практической конференции «Социокультурная динамика региона» (Оренбург, 2000), международной юбилейной науч.-прак. конференции, посвященной 30-летию Оренбургского государственного университета « Учебная, научно-производственная и инновационная деятельность высшей школы в современных условиях» (Оренбург, 2001), V Российской науч.-тех. конференции «Прогрессивные технологии в транспортных системах» (Оренбург, 2002), II всероссийской науч.-прак. конференции «Социокультурная динамика региона» (Оренбург, 2005), Международной науч.-прак. конференции «Проблемы экологии: наука, промышленность, образование» (Белгород, 2006), XI Международной научно-практической конференции «Экология и жизнь» (Пенза, 2006).
Публикации. Опубликовано 9 печатных работ, из них 2 в изданиях, рекомендуемых ВАК. Зарегистрирована программа для построения параметрических моделей прогноза параметров исследований.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 182 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, заключения и списка использованных источников из 126 наименований. Диссертационная работа содержит 75 таблиц, 75 рисунков и 7 приложений.
