Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние проблемы и степень ее изученности 8
Глава 2. Особенности инженерно-геологических условий города Волгограда 18
Глава 3. Инженерно-геологическая характеристика майкопских и киевских отложений 81
Глава 4. Вьывление степени опасности радиационной обстановки на основе исследования связей между содержанием радона в почвенном воздухе и заболеваемостью населения г.Волгограда 104
4.1. Методика исследований 104
4.2. Результаты исследования связей между показателями заболе ваемости и объемной активностью радона в почвенном воздухе 110
Глава 5. Рекомендации по защите от радона в новых и реконструи руемых зданиях 129
Заключение 136
Библиографический список 137
- Особенности инженерно-геологических условий города Волгограда
- Вьывление степени опасности радиационной обстановки на основе исследования связей между содержанием радона в почвенном воздухе и заболеваемостью населения г.Волгограда
- Методика исследований
- Результаты исследования связей между показателями заболе ваемости и объемной активностью радона в почвенном воздухе
Введение к работе
Актуальность темы. Радиационная обстановка на городских территориях является одним из важнейших факторов инженерно-геологической обстановки в целом, активно влияющим на архитектурно-планировочные решения, выбор конструкций подземных элементов зданий, и в конечном счете, на существенное увеличение стоимости строительства.
По мере изучения окружающей среды обитания, совершенствования методов и приборной базы появляется все больше информации о влиянии неблагоприятных природных факторов на здоровье человека. В их число входит радон, вызывающий формирование специфических типов геопатогенеза.
Земная кора содержит естественные радиоактивные элементы (ЕРЭ), создающие естественный радиационный фон. В горных породах, почве, атмосфере, водах, растениях и тканях живых организмов присутствуют радиоактивные нуклиды, одним из самых распространенных является радон. До 1980 года ни в одной стране мира не устанавливались нормативы на содержание радона и его дочерних продуктов распада (ДПР) в помещениях. И только в последние десятилетия, когда стало ясно, что радоновая проблема, включая вопросы нормирования и снижения доз облучения, имеет существенное значение, были введены соответствующие нормативы для существующих и проектируемых зданий, рекомендованные Международным комитетом по радиационной защите (МКРЗ).
Цель работы - выявление пространственных закономерностей радиационной обстановки в различных инженерно-геологических районах г.Волгограда в зоне существующей и перспективной застройки.
Для достижения этой цели в процессе работы решались следующие задачи:
анализ и изучение ранее проведенных исследований, литературных
и фондовых источников;
изучение инженерно-геологических условий территории г. Волгограда;
детальное изучение эоцен-олигоценовых отложений как наиболее радоноопасных;
выявление степени опасности радиационной обстановки в г. Волгограде на основе исследования связей между показателями заболеваемости и объемной активностью радона в почвенном воздухе методом корреляционно-регрессионного анализа;
составление инженерно-геологической картографической основы с учетом радиационной обстановки средствами ГИС Maplnfo для разработки архитектурно-планировочных решений г. Волгограда;
оценка активных и пассивных мер защиты герметичности подзем
ных конструкций.
Методы исследований. Для решения поставленных задач автором разработана и применена комплексная методика, включающая методы анализа и обобщения геологических и инженерно-геологических материалов, данных по радиоактивности изучаемых природных компонентов, методы картографирования, экспертных оценок, математической статистики и компьютерных технологий.
Научная новизна результатов исследования.
Выявлена значимость радиационной обстановки для инженерно-геологических условий г. Волгограда;
Детально изучены пространственные закономерности распределения радона в почвенном воздухе;
На основе исследования связей между показателями заболеваемости и объемной активностью радона в почвенном воздухе выявлены степени опасности радиационной обстановки в г. Волгограде;
Впервые разработана карта инженерно-геологического районирования, учитывающая радиационную обстановку.
Основные положения, выносимые на защиту.
Пространственные закономерности радиационной обстановки в различных типах инженерно-геологических районов в зоне существующей и перспективной застройки г. Волгограда.
Наличие значимых связей между содержанием радона в почвенном воздухе и здоровьем населения г. Волгограда по представительному ряду наиболее опасных заболеваний.
Прогнозная карта инженерно-геологического районирования, учитывающая уровень радоноопасности рекомендуется для корректировки генерального плана г. Волгограда при обосновании строительства, эксплуатации различных сооружений и разработке защитных мероприятий.
Практическая значимость и реализация результатов исследований. Разработаны принципиальные подходы к строительству зданий и сооружений в зонах перспективной застройки, а также практические рекомендации по подземным конструкциям, обеспечивающим противорадоно-вые меры защиты в существующей застройке.
Анализ полученных данных позволяет утверждать, что основная часть обследованной территории г. Волгограда является безопасной для ведения хозяйственной деятельности и использования в рекреационных целях. Проведенные работы позволили сделать заключение о необходимости дальнейших исследований территории Волгограда с целью выявления радоноопасных участков и других факторов, влияющих на повышенный природный радиационный фон, обусловленный радоном. Это позволит провести детальное радонометрическое обследование землеотводов, зданий и отдельных помещений; разработать прогнозные карты радоноопасности; районирование территории города по степени радоноопасности.
Теоретические положения и методические разработки используются в учебном процессе при чтении лекционных курсов «Инженерная геология», «Геоэкология», «Науки о Земле», «Экология», «Природопользова-
ние», «Экология городской среды» и проведении полевых практик для студентов и аспирантов ВолгГАСУ; включены в учебные пособия.
Фактический материал и личный вклад автора. Работа выполнена на основе исследований автора, проведенных им во время учебы в ВолгГАСУ, аспирантуре и работы на кафедре ИГиГ ВолгГАСУ. Был использован большой объем опубликованной литературы и фондовых материалов: инженерно-геологических, геохимических, гидрогеологических, гидрохимических данных по тысячам скважин и шурфов, а также данных о состоянии здоровья населения (более 44000 случаев заболеваний) департамента здравоохранения администрации г. Волгограда, института Граж-данпроект, департамента статистики г. Волгограда, городской клинической больницы № 25, Кольцовского государственного федерального унитарного предприятия «Кольцовгеология».
Работа по теме диссертации удостоена специальной государственной стипендии Правительства РФ на 2004 -. 2005 гг. Ранее студенческая работа по этой теме отмечена дипломом по итогам конкура на лучшую научную студенческую работу по естественным наукам в вузах РФ (приказ Минобразования № 141 от 21.02.2002 г.).
Апробация работы. Основные положения и отдельные результаты докладывались и были представлены на отечественных и международных конференциях: «Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций» (Волгоград, 2003), «Севергеоэкотех-2003» (Ухта, 2003), «Международные и отечественные технологии освоения природных ресурсов и глобальной энергии» (Астрахань, 2003), «Научно-технические проблемы в строительстве» (Волгоград, 2003), на ежегодных экологических чтениях Волгоградского отделения Российской экологической академии (Волгоград, 2002, 2003 гг.) и др.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 научных работ.
Структура и объем работы. Основное содержание работы изложено на 152 страницах. Текст работы сопровождается 42 таблицами, 23 рисунками и списком литературы из 136 наименований.
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю -д. г.-м.н., проф. В.Н. Синякову за направление исследований и поддержку в написании диссертационной работы; особую признательность к. г.-м.н. М.Е. Чурсиной за ценные предложения и консультации. В процессе работы над диссертацией большую помощь оказали д. г.-м.н., проф. СВ. Кузнецова, И.Я Кулешов, О.В. Эрдниев, которым автор выражает искреннюю признательность.
Особенности инженерно-геологических условий города Волгограда
Волгоград - крупнейший индустриальный центр Нижнего Поволжья с населением более одного миллиона человек, расположен на правом берегу Волги. Протяженность города более 85 км, ширина 3-10 км, общая площадь около 400 км2, площадь освоенной территории примерно в 2 раза меньше. В административном отношении он подразделяется на 8 районов: Тракторозаводский, Краснооктябрьский, Центральный, Дзержинский, Ворошиловский, Советский, Кировский и Красноармейский (рис. 2). Между отдельными административными районами и микрорайонами в городе существуют разрывы, достигающие нескольких километров - это долины рек (pp. Сухая и Мокрая Мечетка, Царица), балок (Ельшанка и Отрада, Горная поляна), крупные овраги (Долгий, Банный, Дедушенковский и др.), заболоченные пространства (Бекетовская низина, Сарпинская низменность), оползни по берегам Волги и ее притоков.
Большинство промышленных предприятий города сосредоточено вдоль р. Волги в пределах нижней части волжского склона Приволжской возвышенности и Ергеней - денудационной равнины плиоценового возраста и на аккумулятивной равнине раннехвалынского возраста. В последние 20-30 лет крупный промышленный центр предприятий машиностроительной промышленности, стройиндустрии сформировался в Дзержинском районе в приводораздельной части Приволжской возвышенности.
Послевоенный период характеризуется значительным ростом жилищного строительства - индивидуального и 2-5-этажными зданиями, иногда выше, преимущественно без централизованного горячего водоснабжения, на ленточных фундаментах. Наибольшее развитие этот вид строительства получил в Центральном районе. В 1990-2004 гг. развивается современная застройка 5-18-этажными зданиями, оборудованными современными системами жизнеобеспечения. 20
Располагается эта застройка как на свободных территориях (склоны и приводораздельная часть на Приволжской возвышенности), так и на территории, освобожденной от индивидуальной застройки. Встречаются отдельные здания, вклинивающиеся в предыдущий тип застройки. Как правило, все здания современной застройки строятся на свайных фундаментах или монолитных плитах.Большинство районов города газифицировано. Город связывают трамвайные, троллейбусные, автобусные линии, электрифицированная пригородная и междугородняя железная дорога.В городе выполнены большие работы по благоустройству - созданы парки, скверы, бульвары; закреплены оползнеопасные участки берега Волги на протяжении более 30 км.
В климатическом отношении территория Волгограда находится в засушливой зоне с резко континентальным климатом, жарким продолжительным летом и холодной зимой. Средняя годовая температура воздуха +7С; средняя температура января -10С, июля +23С. Среднее годовое количество осадков составляет 330-400 мм, большая часть которых носит ливневый характер и приходится на теплый период года. Высота снежного покрова в среднем составляет 24 см. В холодный период года преобладают ветры юго-восточного направления, в теплый - западного.
Геоморфологические условия и рельеф. Рассматриваемая территория находится на юго-востоке Русской равнины, в месте сочленения крупных морфоструктур, генетические типы которых представлены аккумулятивной морской равниной раннехвалынского возраста, денудационной равниной Приволжской возвышенности и Ергеней плиоценового возраста и эрозионно-аккумулятивной долиной р. Волги (рис. 3).
Аккумулятивная морская равнина раннехвалынского возраста является частью Прикаспийской низменности. В пределах города она широко распространена в заканальной части Красноармейского района. Севернее долины р. Царицы она встречается небольшими участками, приуроченными в основном к устьям рек и балок, южнее распространена в пределах полосы шириной от 100-200 м до 1,5-2,0 км. Отметки поверхности равнины изменяются от 23-27 м на севере города до 11-17 м на юге.
Вдоль Волжского склона в пределах Кировского, Красноармейского районов прослеживается узкая, до 1 км, западина с отметками 5-10 м, называемая Бекетовской низиной. А вдоль Ергеней выделяется аналогичная ложбина - Сарпинская, сформировавшаяся на месте одного из рукавов р.Волги.
Денудационная равнина Приволжской возвышенности и Ергеней плиоценового возраста в пределах Волгограда простирается в меридиональном направлении вдоль правого берега Волги и представлена крутым и коротким Волжским склоном с отметками поверхности 27-154 м. Донские пологие склоны территорией города не захватываются. Водораздельное пространство между Волгой и Доном - это плоские или слабовыпуклые плато с отметками поверхности 154-140 м в северной части, а южнее балка Отрада 130-115 м, снижаясь до 85 м. Водораздел удален от р. Волги на 13-19 км в северных районах города (Тракторозаводский, Дзержинский), а в южных (Кировский, Красноармейский) он находится на расстоянии 3-5 км. Соответственно изменяется и крутизна склонов: севернее б. Отрада 3-4, а южнее 6-7. Исключение составляет Мамаев курган, где крутизна склонов достигает 8-9.
Для волжского склона Приволжской возвышенности характерна значительная расчлененность, глубина которой достигает 120 м. Факторами, способствующими развитию эрозионных форм, являются: значительный перепад высот на небольшом расстоянии; низкая водопроницаемость горных пород, обуславливающая высокий модуль стока, податливость пород к размыву, ливневый характер осадков. Особенно эродирована северная часть склона. Здесь в современном рельефе хорошо выражены долины рек Сухая и Мокрая Мечетка, Царица, оврагов и балок Банный, Долгий, Крутой, Елыпанка, Купоросная, Горная Поляна, Отрада и другие, которые были заложены в среднечетвертичное время. Для этого склона характерно также наличие погребенных долин различного возраста - от неогена до верхнечетвертичного возраста. В современном рельефе многие из этих долин не выражены. Одной из таких глубоко врезанных долин является неогеновая долина, ориентированная от пос. Орловка до Тракторного завода, выполненная в основном неоген-четвертичными песчаными отложениями с прослоями глин.Эрозионно-аккумулятивная долина р. Волги в пределах рассматриваемой территории представлена Волго-Ахтубинской поймой, которая образовалась в результате эрозионной и аккумулятивной деятельности pp. Волги и Ахтубы.
Мощным фактором, преобразующим рельеф города стала инженерно-хозяйственная деятельность человека - благоустройство городской территории, рост промышленно-гражданского строительства. Изменение естественного рельефа вызвано вертикальной планировкой территории, засыпкой оврагов, устьев рек. Все это приводит к нарушению поверхностного стока атмосферных вод, изменению режима грунтовых вод, вызывающих возникновение специфического комплекса инженерно-геологических процессов. Наиболее существенные преобразования рельефа отмечаются на эродированном Волжском склоне и в долинах рек и оврагов.
Строительство жилых и промышленных зданий также предполагает первичную планировку территории со значительным объёмом перемещенных грунтов. Ликвидируются овраги и их отвершки. Так, например, в нижнем течении долины р. Царицы ликвидировано более 16 км боковых ответвлений; преобразуются многие склоны - в основном проводится вы-полаживание, террасирование.
Вьывление степени опасности радиационной обстановки на основе исследования связей между содержанием радона в почвенном воздухе и заболеваемостью населения г.Волгограда
Установление закономерностей, которым подчинены массовые случайные явления, в том числе заболеваемость населения селитебной территории города Волгограда от радона, а так же закономерность распределения уровней радона по этажности, основано на изучении методами теории вероятностей статистических данных - результатов наблюдений. Случайность отбора наблюдений была достигнута соблюдением принципа равной возможности всем элементам генеральной совокупности быть отобранными в выборку. Тем самым в силу закона больших чисел можно утверждать, что выборка является репрезентативной (представительной).
В данной главе показаны способы решения задач математической статистики:— указаны способы сбора и группировки статистических сведений;— определены методы анализа статистических данных в зависимости от целей исследования. Сюда относятся:а) оценка неизвестной функции распределения; оценка параметров распределения, вид которого известен;б) проверка статистических гипотез.
Сбор и группировка статистических сведений. В нашем случае статистические данные по заболеваемости являются выборочной совокупностью по селитебной территории города, на которой было изучено радиационное загрязнение, из генеральной совокупности статистических данных по состоянию здоровья населения города Волгограда и Волгоградской об 105ласти. Преимуществами выборочного метода являются: существенная экономия затраченных ресурсов (материальных, трудовых, временных); единственно возможный вариант в случае очень большой или бесконечной генеральной совокупности.
Установление взаимосвязи между заболеваемостью и объемной активностью радона в почвенном воздухе. Выборочная совокупность (зависимая величина) была сгруппирована согласно Международной статистической классификации болезней и проблемам, связанным со здоровьем, а также по географическому местоположению, т.е. принадлежности к селитебной территории Волгоградской городской агломерации, на которой были проведены радиационные исследования по удельной активности радона в почвенном воздухе.
К независимым величинам данного корреляционного анализа относятся: 1) карта природных радоноопасных факторов — на первом этапе исследования; 2) карта распределения объемной активности радона в почвенном воздухе на территории г. Волгограда - на втором этапе исследования; 3) карта инженерно-геологического районирования г. Волгограда - на третьем этапе исследования.
В изучениях зависимостей между исследуемыми величинами данной диссертационной работы, как и во многих других, сравнительно редко встречаются зависимости, носящие функциональный характер, когда одна переменная величина определяется как однозначная функция второй переменной величины. Значительно чаще наблюдаются такие зависимости, когда фиксированному значению одной переменной X = х отвечает не одно определенное значение у, а ряд таких значений, каждое из которых появляется с определенной вероятностью. Иными словами, количество случаев заболеваний зависит от площади исследуемых зон. Для получения строгой функциональной зависимости между заболеваемостью и объемной активностью радона были вычислены показатели заболеваемости, как отноше 106ние количества случаев к площади соответствующей зоны. Тем самым мы получаем субъективно строгую функциональную зависимость, при которой изменение одной из величин (объемной активности радона в почвенном воздухе) влечет изменение распределения другой (коэффициента заболеваемости).І Определение оценки влияния этажности зданий на заболеваемость населения. Выборочная совокупность (зависимая величина) была также сгруппирована по следующим болезням, согласно Международной статистической классификации болезней и проблемам, связанным со здоровьем, и по географическому местоположению, т.е. принадлежность к селитебной территории Волгоградской городской агломерации, на которой были проведены радиационные исследования по удельной активности радона в почвенном воздухе.
К независимой величине этого корреляционно-регрессионного анализа был отнесен этаж здания, на котором зафиксирован случай заболевания злокачественным новообразованием легких, бронхов или щитовидной железы.
Оценка неизвестной функции распределения. Для проведения корреляционно-регрессионного анализа расчеты и построения функций распределения проводились на ПК с использованием пакета анализа данных программы Microsoft Excel 2002. Используя данный пакет, можно продлить линию тренда в диаграмме за пределы реальных данных для предсказания будущих значений. Осуществление такого прогноза является немаловажным условием в исследуемой работе.
В настоящем прикладном программном обеспеченьи существует пять различных видов линий тренда (для аппроксимации данных по методу наименьших квадратов в соответствии с уравнением), которые могут быть добавлены на диаграмму Microsoft Excel.
Были построены следующие кривые взаимосвязи (линии тренда), по 107зволяющие графически отображать тенденции данных и прогнозировать их дальнейшие изменения: линейная, описываемая уравнением вида у=ах+Ь (наилучшим образом описывающая набор данных. Она применяется в самых простых случаях, когда точки данных расположены близко к прямой. Говоря другими словами, линейная аппроксимация хороша для величины, которая увеличивается или убывает с постоянной скоростью.); логарифмическая, описываемая уравнением вида y=aLn(x)+b (Логарифмическая аппроксимация удобна для описания величины, которая вначале быстро растет или убывает, а затем постепенно стабилизируется. Логарифмическая аппроксимация использует как отрицательные, так и положительные величины.); полиномиальная, второго порядка, описываемая уравнением вида y=ax2+bx+c (полиномиальная аппроксимация используется для описания величин, попеременно возрастающих и убывающих. Она применяется, например, для анализа большого набора данных о нестабильной величине. Степень полинома определяется количеством экстремумов (максимумов и минимумов) кривой. Полином второй степени может описать только один максимум или минимум. Полином третьей степени имеет один или два экстремума. Полином четвертой степени может иметь не более трех экстремумов.); степенная, описываемая уравнением видау=ахп (степенная аппроксимация применима для описания монотонно возрастающей либо монотонно убывающей величины. Использование степенной аппроксимации невозможно, если данные содержат нулевые или отрицательные значения.) и экспоненциальная, описываемая уравнением вида у=аеЬх (экспоненциальная аппроксимация удобна в том случае, если скорость изменения данных непрерывно возрастает. Однако для данных, которые содержат нулевые или отрицательные значения, этот вид приближения неприменим).
Методика исследований
Установление закономерностей, которым подчинены массовые случайные явления, в том числе заболеваемость населения селитебной территории города Волгограда от радона, а так же закономерность распределения уровней радона по этажности, основано на изучении методами теории вероятностей статистических данных - результатов наблюдений. Случайность отбора наблюдений была достигнута соблюдением принципа равной возможности всем элементам генеральной совокупности быть отобранными в выборку. Тем самым в силу закона больших чисел можно утверждать, что выборка является репрезентативной (представительной).
В данной главе показаны способы решения задач математической статистики:— указаны способы сбора и группировки статистических сведений;— определены методы анализа статистических данных в зависимости от целей исследования. Сюда относятся:а) оценка неизвестной функции распределения; оценка параметров распределения, вид которого известен;б) проверка статистических гипотез.
Сбор и группировка статистических сведений. В нашем случае статистические данные по заболеваемости являются выборочной совокупностью по селитебной территории города, на которой было изучено радиационное загрязнение, из генеральной совокупности статистических данных по состоянию здоровья населения города Волгограда и Волгоградской об 105ласти. Преимуществами выборочного метода являются: существенная экономия затраченных ресурсов (материальных, трудовых, временных); единственно возможный вариант в случае очень большой или бесконечной генеральной совокупности.
Установление взаимосвязи между заболеваемостью и объемной активностью радона в почвенном воздухе. Выборочная совокупность (зависимая величина) была сгруппирована согласно Международной статистической классификации болезней и проблемам, связанным со здоровьем, а также по географическому местоположению, т.е. принадлежности к селитебной территории Волгоградской городской агломерации, на которой были проведены радиационные исследования по удельной активности радона в почвенном воздухе.
К независимым величинам данного корреляционного анализа относятся: 1) карта природных радоноопасных факторов — на первом этапе исследования; 2) карта распределения объемной активности радона в почвенном воздухе на территории г. Волгограда - на втором этапе исследования; 3) карта инженерно-геологического районирования г. Волгограда - на третьем этапе исследования.
В изучениях зависимостей между исследуемыми величинами данной диссертационной работы, как и во многих других, сравнительно редко встречаются зависимости, носящие функциональный характер, когда одна переменная величина определяется как однозначная функция второй переменной величины. Значительно чаще наблюдаются такие зависимости, когда фиксированному значению одной переменной X = х отвечает не одно определенное значение у, а ряд таких значений, каждое из которых появляется с определенной вероятностью. Иными словами, количество случаев заболеваний зависит от площади исследуемых зон. Для получения строгой функциональной зависимости между заболеваемостью и объемной активностью радона были вычислены показатели заболеваемости, как отноше 106ние количества случаев к площади соответствующей зоны. Тем самым мы получаем субъективно строгую функциональную зависимость, при которой изменение одной из величин (объемной активности радона в почвенном воздухе) влечет изменение распределения другой (коэффициента заболеваемости).І Определение оценки влияния этажности зданий на заболеваемость населения. Выборочная совокупность (зависимая величина) была также сгруппирована по следующим болезням, согласно Международной статистической классификации болезней и проблемам, связанным со здоровьем, и по географическому местоположению, т.е. принадлежность к селитебной территории Волгоградской городской агломерации, на которой были проведены радиационные исследования по удельной активности радона в почвенном воздухе.
К независимой величине этого корреляционно-регрессионного анализа был отнесен этаж здания, на котором зафиксирован случай заболевания злокачественным новообразованием легких, бронхов или щитовидной железы.
Оценка неизвестной функции распределения. Для проведения корреляционно-регрессионного анализа расчеты и построения функций распределения проводились на ПК с использованием пакета анализа данных программы Microsoft Excel 2002. Используя данный пакет, можно продлить линию тренда в диаграмме за пределы реальных данных для предсказания будущих значений. Осуществление такого прогноза является немаловажным условием в исследуемой работе.
В настоящем прикладном программном обеспеченьи существует пять различных видов линий тренда (для аппроксимации данных по методу наименьших квадратов в соответствии с уравнением), которые могут быть добавлены на диаграмму Microsoft Excel.
Были построены следующие кривые взаимосвязи (линии тренда), по 107зволяющие графически отображать тенденции данных и прогнозировать их дальнейшие изменения: линейная, описываемая уравнением вида у=ах+Ь (наилучшим образом описывающая набор данных. Она применяется в самых простых случаях, когда точки данных расположены близко к прямой. Говоря другими словами, линейная аппроксимация хороша для величины, которая увеличивается или убывает с постоянной скоростью.); логарифмическая, описываемая уравнением вида y=aLn(x)+b (Логарифмическая аппроксимация удобна для описания величины, которая вначале быстро растет или убывает, а затем постепенно стабилизируется. Логарифмическая аппроксимация использует как отрицательные, так и положительные величины.); полиномиальная, второго порядка, описываемая уравнением вида y=ax2+bx+c (полиномиальная аппроксимация используется для описания величин, попеременно возрастающих и убывающих. Она применяется, например, для анализа большого набора данных о нестабильной величине. Степень полинома определяется количеством экстремумов (максимумов и минимумов) кривой. Полином второй степени может описать только один максимум или минимум. Полином третьей степени имеет один или два экстремума. Полином четвертой степени может иметь не более трех экстремумов.); степенная, описываемая уравнением видау=ахп (степенная аппроксимация применима для описания монотонно возрастающей либо монотонно убывающей величины. Использование степенной аппроксимации невозможно, если данные содержат нулевые или отрицательные значения.) и экспоненциальная, описываемая уравнением вида у=аеЬх (экспоненциальная аппроксимация удобна в том случае, если скорость изменения данных непрерывно возрастает. Однако для данных, которые содержат нулевые или отрицательные значения, этот вид приближения неприменим).
Результаты исследования связей между показателями заболе ваемости и объемной активностью радона в почвенном воздухе
На первом этапе исследований был проведен анализ между статистическими данными по заболеваемости населения г. Волгограда бронхиальной астмой, болезнями крови и кроветворных органов, анемией; онкозаболеваниями трахеи, легких и бронхов в каждом административном районе города (объем выборки более 43000 случаев), с одной стороны, и площадью, рассчитанной с помощью ГИС Maplnfo, распространения радоно-опасных майкопских и киевских глин в этих же районах — с другой. Данные о заболеваемости вышеперечисленными болезнями городского населения были сгруппированы для трех возрастных категорий (дети, подростки и взрослое население) по каждому административному району. Для названных категорий городского населения и площадью радоноопасных территорий, на которой они проживают, были определены корреляционные отношения л для нелинейных функций и коэффициенты корреляции Г длялинейных моделей, а также коэффициент детерминации R . С помощью пакета Microsoft Excel по исходным данным были проанализированыследующие функции: 1) линейная - у=ах+Ъ; логарифмическая -y=dLn(x)+b; полиномиальная - у=ах2+Ьх+с\ степенная - у=ахп; экспоненциальная - у=аеЪх.
Методами корреляционно-регрессионного анализа были установлены статистически значимые связи между количеством случаев заболеваемости и площадью радоноопасных территорий в административных районах г. Волгограда: 1) по заболеваемости анемией (в категории «дети») -коэффициент корреляции г = 0,6. 2) по заболеваемости болезнями крови и кроветворных органов (в категории «дети») - г = 0,6; 3) по заболеваемости болезнями крови и кроветворных органов (в категории «подростки») -г = 0,6. Наиболее тесные связи характерны для полиномиальных функций. Остальные связи оказались незначимыми.
Относительно невысокие коэффициенты корреляции выявили необходимость привязки медицинских данных к географическим координатам для каждого отдельного случая заболеваемости, ранжирования территории города по степени радоноопасности. На втором этапе исследований был проведен анализ связей между содержанием радона в почвенном воздухе и заболеваемостью различными типами болезней.
Данные по заболеваемости представлены городской клинической больницей № 25 г. Волгограда, объем выборки - 612 случаев. Для проведения анализа медицинские сведения были сгруппированы согласно Международной статистической классификации болезней и проблем, связанных со здоровьем, а также по географическому положению на селитебной территории Волгограда (рис. 15), где были проведены радиационные исследования по удельной активности радона в почвенном воздухе1. Злокачественные новообразования легких и бронхов (С34), объем выборки п = 308, за временной интервал периода 2001 - 2003 гг.; 2. Злокачественные новообразования щитовидной железы (С73), объем выборки п = 120, за временной интервал периода 1999 - 2003 гг.; 3. Болезни крови, кроветворных органов и отдельные нарушения, вовлекающие иммунный механизм (D50 — железодефицитная анемия, D51 -витамин-В 12-дефицитная анемия, D55 - анемия вследствие ферментных нарушений, D56 - талассемия, D58 - другие наследственные гемолитические анемии, D59 - приобретенная гемолитическая анемия, D61 - другие апластические анемии, D63 - анемия при хронических болезнях, классифицированных в других рубриках, D64 — другие анемии, D66 — наследственный дефицит фактора VIII, D67 - наследственный дефицит фактора IX, D68 - другие нарушения свертываемости, D69 - пурпура и другие геморрагические состояния, D70 - агранулоцитоз, D72 - другие нарушения белых кровяных клеток, D73 - болезни селезенки, D76 - отдельные болезни, протекающие с вовлечением лимфоретикулярной ткани и ретикулогистиоцитарной системы, D84 - другие иммунодефициты, D86 - саркоидоз), объем выборки п = 132, за временной интервал периода 1999-2003 гг.;Болезни органов дыхания (J20 - острый бронхит, J31 - хронический ринит, назофарингит и фарингит, J32 - хронический синусит, J34 - другие болезни носа и носовых синусов, J35 - хронические болезни миндалин иаденоидов, J37 - хронический ларингит и ларинготрахеит, J38 - болезни Iголосовых складок и гортани, не классифицированные в других рубриках, J39 - другие болезни верхних дыхательных путей, J42 - хрониче-ский бронхит не уточненный, J44 - другая хроническая обструктивная легочная болезнь, J45 - астма), объем выборки п = 52, за временной интервал периода 1999 - 2003 гг.Средствами прикладного комплекса ГИС Maplnfo автором было выполнено ранжирование селитебной территории города Волгограда повеличине объемной активности радона в почвенном воздухе и в результате выделено-усемь характерньк зон: 1) зона с объемной активностью радона от 0 кБк/м до 4,9 кБк/м ; 2) зона с объемной активностью радона от 5 кБк/м до 9,9 кБк/м ; 3) зона с объемной активностью радона от 10 кБк/м до 14,9 кБк/м ; 4) зона с объемной активностью радона от 15 кБк/м до 19,9 кБк/м ; 5) зона с объемной активностью радона от 20 кБк/м до 24,9 кБк/м ; 6) зона с объемной активно-стью радона от 25 кБк/м до 29,9 кБк/м ; 7) зона с объемной активностью радона от 30 кБк/м3 до 35,0 кБк/м3
