Моніторинг атмосферного повітря міста Вінниця

ЗМІСТ

 

Вступ. 3

1 Характеристика об’єкту екологічного моніторингу. 3

1.2 Огляд інформаційних джерел про стан довкілля. 7

2 Розробка екологічної бази даних. 3

2.1Оптимізація та нормалізація бази даних. 3

2.1.1 Вибір оптимальної СУБД.. 3

2.1.2 Створення структур таблиць та приведення їх до нормальної форми. 3

2.2 Створення запитів до бази даних на мові SQL. 19

3 Оцінка сучасного стану та розрахунок прогнозів стану екосистеми за допомогою пакетів прикладних програм (ППП) 3

3.1 Створення звіту про стан екосистеми, який формується по результатам запиту(ів) до бази даних з використанням графічного представлення даних 3

3.2 Розрахунок прогнозів про стан екосистеми.

4 Оцінка стану екосистеми за допомогою ГІС.. 3

4.1 Створення тематичної карти забруднень екосистеми. 3

4.2 Виділення найбільш шкідливих факторів для довкілля та розробка заходів щодо їх усунення. 28

Висновки. 30

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ.. 3

 

 

 

 

Вступ

 

Атмосфера - це одна з геосфер, суміш газів, що оточують Землю, та утримуються завдяки силі тяжіння. Попри те, що маса атмосфери становить лише одну мільйонну частку маси Землі, вона відіграє вирішальну роль у різних природних циклах (кругообігу води, вуглецевому циклі і азотному циклі).

Атмосфера забезпечує:

  • фотосинтез та дихання;
  • захист живих організмів від згубного впливу ультрафіолетового випромінювання, що відбувається завдяки наявності озонового шару;
  • перенесення тепла і вологи;
  • регулювання сезонного й добового коливання температури (якби не існувало атмосфери Землі добові коливання температури на поверхні сягали б 200°C;
  • існування атмосфери обумовлює низку складних екзогенних процесів:
  • вивітрювання гірських порід;
  • активність природних вод, мерзлоти, льодовиків тощо.

Стан повітряного середовища має особливо важливе значення для нормального функціонування людського організму й підтримки здоров’я.

Не дивлячись на величину повітряного басейну, він піддається дуже істотним діям, що викликають зміни його складу як на окремих ділянках, так і на всій планеті. Повітря необхідне як джерело кисню для дихання, окислення і спалювання сировини. Але велика кількість О2 витрачається при випадкових пожежах, лісів, покладів кам’яного вугілля при спалюванні нафтових газів. В результаті діяльності людини постійно зростає кількість вуглекислого газу в повітрі (за останніх 100 років від 0,004 до 0,032 %). Це може привести до зміни клімату на Землі, оскільки підвищена концентрація СО2 викликає “парниковий ефект”.

Актуальність роботи полягає у застосуванні сучасних технологій, які забезпечать оперативну та комплексну обробку результатів спостережень та візуалізацію даних забруднення атмосфери. В процесі моніторингу атмосферного повітря здійснюється збір, опрацювання, аналіз, оцінювання та прогнозування стану повітря з метою його покращення. Як результат зменшується кількість викидів та усуваються забруднюючі речовини, що є важливим для природного середовища. Для вирішення цих проблем необхідно проводити регулярний моніторинг стану атмосферного повітря та здійснювати подальший аналіз отриманих даних з використанням сучасних інформаційних технологій.

Метою даної роботи є підвищення рівня комплексності та оперативності аналізу даних моніторингу стану атмосферного повітря з використанням Microsoft Access та GIS.

 

 

 

 

 

1Характеристика об’єкту екологічного моніторингу

 

Із розвитком промисловості, міст і транспорту з'явилося нове джерело потрапляння речовини в атмосферу - так зване техногенне забруднення, яке за потужністю викидів таке саме, як сучасна вулканічна діяльність. Атмосферне забруднення - потрапляння у повітря різних газів, частинок рідких або твердих речовин, парів, що перевищує нормальну концентрацію речовин і негативно впливає на організми, погіршує їх життєві умови.

Атмосферне забруднення - це несприятливі зміни стану атмосферного повітря, повністю або частково зумовлені діяльністю людини, які безпосередньо чи опосередковано змінюють розподіл енергії, рівні радіації, фізико-хімічні властивості атмосфери й умови існування живих організмів. Ступінь змін і масштаб наслідків залежить від:

1) інтенсивності та характеру власне забруднення;

2) стійкості атмосферного повітря до антропогенного навантаження.

Забруднення атмосферного повітря полягає в змінах його складу і властивостей у результаті потрапляння або утворення в ньому фізичних, біологічних факторів і хімічних сполук, що можуть несприятливо впливати на здоров'я людини та стан навколишнього природного середовища. Забруднювальна речовина - це речовина хімічного або біологічного походження, що є або потрапляє в атмосферне повітря і може прямо або опосередковано негативно впливати на здоров'я людини та стан навколишнього середовища.

Нині спостерігається катастрофічне зменшення вмісту кисню в атмосфері. За останні 10 - 20 років його кількість зменшилася настільки, наскільки за попередні 10 тис. років. Серед основних причин цього явища вирізняють такі:

  • зменшення обсягів потрапляння кисню у зв'язку зі скороченням зеленого покриву планети;
  • зменшення фітопланктону Світового океану внаслідок його забруднення;
  • використання кисню транспортними засобами (наприклад, легковий автомобіль протягом 1 тис. км пробігу спалює річну норму споживання кисню людиною);
  • споживання живими організмами (у середньому людина споживає 500 л кисню на добу);
  • використання промисловістю шляхом спалювання викопного палива.

Живі організми без шкоди для себе можуть витримувати наявність в атмосфері певної кількості забруднювальних речовин. Рівень вмісту, нижче якого негативні реакції не спостерігаються, називається пороговим. Рівень забруднення визначають такі три фактори:

1) потрапляння забруднювачів у повітря;

2) обсяг простору, в якому вони розсіюються;

3) механізми вилучення забруднювачів з атмосфери.

Розрізняють поширеніші та небезпечні категорії забруднювачів:

  • завислі - найдрібніші частинки та краплі, які є в повітрі у зваженому стані та спостерігаються у вигляді смогу або димки;
  • вуглеводні та інші леткі органічні сполуки - до цієї групи належать бензин, розчинники та розчини органічних речовин, що потрапляють у повітря у вигляді парів;
  • чадний газ (дуже отруйний);
  • оксиди азоту - газоподібні сполуки азоту та кисню;
  • оксиди сірки, в основному сірчаний газ (отруйний як для рослин, так і тварин);
  • свинець та інші важкі метали;
  • озон та інші фотохімічні окислювачі, тобто той озон, що потрапляє до приземних шарів атмосфери, де є надто токсичним;
  • кислоти, здебільшого, сірчана та азотна, вони найчастіше є у вигляді крапель рідини, що утворюють кислотні опади.

Ці та інші забруднювачі негативно впливають на здоров'я населення, а також на якість навколишнього середовища.

В Україні найбільша кількість викидів забруднювальних речовин в загального викиду), Маріуполь (8,6%), Донецьк (5,0%). Обсяги викидів на підприємствах Донецько-Придніпровського регіону становлять понад 83 % від загального обсягу по країні. Атмосферне повітря найбільше забруднюють викиди таких підприємств: паливно-енергетичного комплексу (35,1%), обробної промисловості (36,1%) та добувної (24%). Загалом частка викидів підприємствами цих видів діяльності становить 95,2 % від загального обсягу в Україні. Також на підприємствах сільського господарства викиди збільшуються майже за всіма видами забруднень.

Сучасний стан навколишнього природного середовища у Вінницькій області можна охарактеризувати як відносно стабільний. Вінниччина, в цілому, характеризується як порівняно благополучний регіон із значно меншим, ніж в промислових областях, рівнем забруднення атмосферного повітря.

Кількість викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря за останній рік становила 142,94 тис. т, в порівнянні з попередніми роками збільшилась на 16,59 тис. т. Понад 50% викидів в атмосферне повітря (від їх загальної кількості) на території області це викиди автотранспорту, ще близько 35% - викиди Ладижинської ТЕС та понад 3% - магістральних газопроводів. Викиди усіх інших підприємств області становлять близько 10%. В містах доля автотранспорту в забрудненні атмосферного повітря сягає до 90%. Серед стаціонарних джерел близько 75% викидів становлять викиди Ладижинської ТЕС та понад 5% - магістральних газопроводів.

Згідно з даними Вінницького обласного центру з гідрометеорології випадків високих і екстремально високих забруднень атмосфери в м. Вінниці протягом останього року не спостерігалось, середньомісячні концентрації не перевищували граничнодопустимих. За даними обласної санітарно-епідеміологічної станції із загальної кількості відібраних проб 8,6% - з перевищенням ГДК. Найвищий відсоток проб з перевищенням ГДК зареєстровано в Вінницькому (21,7%), Гайсинському (28,8%), Могилів-Подільському (22%), Теплицькому (17,7%), Тульчинському (41,7%), Тиврівському (25%) районах [1-2].

 

  1. Огляд антропогенних факторів забруднення екосистеми

 

З розвитком промисловості, енергетики, великих міст і автотранспорту з'явилося нове джерело надходження речовин в атмосферу - так зване техногенне забруднення, яке за потужністю викидів можна поставити в один ряд із сучасною вулканічною діяльністю. Атмосферне забруднення слід розуміти як надходження у повітря різних газів, частинок рідких або твердих речовин, парів, що перевищує нормальний фон концентрації речовин та негативно впливає на організми, погіршуючи їх життєві умови. Іншими словами, атмосферне забруднення - це будь-які несприятливі зміни стану атмосферного повітря, цілком або частково викликані діяльністю людини, які безпосередньо чи опосередковано змінюють розподіл енергії, рівень радіації, фізико-хімічні властивості атмосфери та умови існування живих організмів. Ступінь змін і масштаб наслідків залежить, по-перше, від інтенсивності і характеру самого забруднення, по-друге, від стійкості атмосферного повітря до антропогенного навантаження.

Крім забруднення, нині відбувається катастрофічне зменшення вмісту кисню в атмосфері. Основні причини цього явища:

  • зменшення надходження кисню внаслідок скорочення зеленого покриву планети;
  • зменшення кількості фотосинтезуючого фітопланктону Світового океану внаслідок забруднення води;
  • використання кисню транспортними засобами (наприклад, легковий автомобіль протягом 1 тис. км пробігу спалює річну норму споживання кисню людиною);
  • споживання кисню усіма живими організмами (наприклад, людина у середньому споживає 500 л кисню на добу);
  • використання кисню промисловістю у процесі спалювання викопного палива.

Живі організми здатні без шкоди для себе витримувати наявність в атмосфері певної кількості забруднювальних речовин.

Отже, атмосферне повітря забруднюється різними газами, дрібними частинками і рідкими речовинами, а джерела його забруднення можуть бути природними і штучними (антропогенними). Природні джерела за нормальних умов не спричинюють істотних змін повітря. Водночас інтенсивне поширення того чи іншого природного джерела забруднення на певній території (викиди попелу і газів, лісові й степові пожежі) можуть стати серйозною причиною забруднення атмосфери.

 

1.2 Огляд інформаційних джерел про стан довкілля

 

Людська діяльність неминуче призводить до змін атмосфери. З метою обмеження шкідливих викидів у атмосферне повітря необхідно здійснювати постійний моніторинг його стану.

Моніторинг атмосфери - це спостереження за станом повітря і попередження критичних ситуацій, що негативно впливають на здоров’я людей та стан інших живих організмів.

Моніторинг атмосфери здійснюється у відповідності з ЗУ “Про охорону атмосферного повітря”. Він передбачає спостереження за забруднюючими речовинами, шкідливими фізичними впливами та оцінку змін природного середовища в результаті біологічного забруднення.

Моніторинг атмосфери включає такі етапи:

  • визначення мети та об’єктів спостереження;
  • спостереження за джерелами забруднення;
  • встановлення основних видів забруднення і забруднюючих речовин;
  • вивчення впливу забруднення атмосфери на живі організми;
  • прогноз змін середовища в результаті забруднення атмосферного повітря;
  • розробка заходів і прийняття управлінських рішень, які направленні на збереження повітря.

Під час моніторингу атмосфери ведуться спостереження за такими речовинами: оксид вуглецю, діоксид вуглецю, оксиди азоту, оксиди сірки, аміак, озон, вуглеводні, завислі речовини. Визначається вологість і температура повітря, рівень шкідливих фізичних впливів.

Система спостережень (рис. 2.1) забезпечує спостереження за якістю атмосферного повітря в містах, населених пунктах і на територіях, розміщених поза зоною впливу конкретних джерел забруднення.

 

чрар

Рисунок 2.1 - Схема реалізації моніторингу атмосферного повітря

 

Спостереження здійснюють служби Держкомітету гідрометеорології, які надають дані про метеорологічні умови і концентрацію шкідливих речовин. Міністерство охорони здоров’я проводить вибіркові спостереження за рівнем забруднення в місцях проживання населення. Науковий комітет НАН України організовує авіаційно-космічні спостереження за станом озонового шару і глобальним забрудненням атмосфери. Практикуються екологічні спостереження за окремими підприємствами [3].

Діюча в Україні мережа спостережень за забрудненням атмосферного повітря охоплює пости ручного відбору проб повітря й автоматизовані системи спостережень та контролю оточуючого середовища (АСКОС). Проби для аналізу з постів ручного відбору передають в хімічні лабораторії.

Пост спостережень може надавати інформацію про загальний стан повітряного басейну (якщо він знаходиться поза зоною впливу окремих джерел викидів) і контролювати джерела викидів (якщо він перебуває в зоні впливу джерел викидів). При їх розміщенні пріоритетними є житлові райони з найбільшою щільністю населення, де можливе перевищення встановлених порогових значень гігієнічних показників (ГДК). Робота постів спостережень повинна відповідати таким умовам:

  • обов’язковість відображення загального стану повітряного басейну і контроль за джерелами викиду;
  • необхідність здійснення спостережень за всіма домішками, концентрації яких перевищують ГДК;
  • обов’язковість визначення пилу, діоксиду сірки, оксиду вуглецю та оксидів азоту.

Пости спостережень за забрудненнями можуть бути стаціонарними, маршрутними та пересувними .

Стаціонарний пост спостереження призначений для регулярного відбору проб повітря з метою подальшого лабораторного аналізу, безперервного реєстрування вмісту забруднюючих речовин автоматичними газоаналізаторами.

Стаціонарні пости поділяють на опорні (призначені для виявлення довготривалих змін вмісту основних або найбільш поширених забруднюючих речовин) та неопорні (призначені для спостережень за спеціальними шкідливими речовинами, що характерні для контрольованої місцевості).

Стаціонарні пости спостережень можуть встановлюватись у житловій, промисловій, змішаній зонах та біля автомагістралей [4].

Маршрутний пост спостереження. Він призначений для регулярного відбору проб повітря у фіксованих точках місцевості за допомогою спеціально обладнаної автолабораторії. Маршрут щомісячно змінюється з таким розрахунком, щоб відбір проб повітря у кожному пункті проводився в різний час доби. Розміщення маршрутних постів повинно бути таким, щоб виявляти максимальні концентрації забруднюючих речовин, які формуються джерелом викиду. Визначаючи місця відбору проб, приймають до уваги висоту джерела викиду та максимально можливу зону забруднення атмосферного повітря.

Підфакельний (пересувний) пост спостереження. Його використовують для відбору проб під димовим факелом з метою виявлення зони його впливу. Ці місця обирають з урахуванням закономірностей поширення забруднюючих речовин в атмосфері.

Проби відбирають за переважаючим напрямком вітру на відстанях: 0,2; 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 15; 20 км від джерела забруднення. Допоміжні точки встановлюють у зоні формування максимальної концентрації, на межі санітарної захисної зони (СЗЗ), на відстані 200 м від СЗЗ. У зоні максимального забруднення відбирають не менше 60 проб повітря, а в інших зонах - до 25 проб на висоті 1,5 м від поверхні землі протягом 20 -30 хв.

Залежно від виду постів спостережень та їх завдань визначають програми і терміни спостережень. На стаціонарних постах спостереження за забрудненням атмосферного повітря та метеорологічними параметрами проводять за повною, неповною, скороченою програмами спостережень.

За повною програмою спостереження проводять щоденно, крім вихідних, о 1-, 7-, 13- та 19-й годині за місцевим часом або інколи використовують зміщений графік.

Спостереження за цією програмою передбачають вимірювання вмісту в повітрі пилу, діоксиду сірки, оксиду вуглецю та оксидів азоту, а також тих речовин, концентрації яких перевищують ГДК.

За неповною програмою спостереження проводять щоденно, крім вихідних, о 7-, 13- та 19-й годині

Спостереження за скороченою програмою проводять у місцях, де середньомісячні концентрації речовин менші, ніж 1/20 максимально разових ГДК [5, 6].

 

2Розробка екологічної бази даних

 


Рисунок 2.1 – Схема передачі даних

 

Екологічна база даних повинна складатись з даних по кожному посту, місця їх розташування, дати забору проб. Для виведення певних даних на екран, користувач повинний прописати запит у програмі.

Дані розміщуються на сервері, кожний клієнт який має пароль може задати запит для перегляду їх.

 

2.1Оптимізація та нормалізація бази даних

 

Нормалізація БД потрібна для підвищення їх ефективності. Відразу слід нагадати, що під базою даних мають на увазі сукупність таблиць. Нормалізується саме вся база, при цьому вносяться зміни в окремі таблиці, при необхідності створюються нові, визначаються зв'язки між ними та ін.

Нормалізація - це процес приведення бази даних до нормальних форм.

Нормальних форм є кілька, приведення відбувається послідовно. Перша нормальна форма вимагає, щоб кожне поле таблиці було неподільним і не містило повторюваних груп.

Неподільність означає, що поле даних не повинно поділятися на більш Неповторюваність означає, що ми у якихось полях не повторюємо значення інших полів. Мається на увазі не та ситуація, коли у якійсь таблиці вказали кілька полів з однаковими значеннями (рис. 2.2).

 

Рисунок 2.2 – Перша нормальна форма

 

Цей процес називається розбиттям таблиці на головну і підпорядковану. Ці дві таблиці знаходяться у відношенні "один- до-одного". Тобто кожному номеру відповідає лише одна речовина. Ще бувають відношення "один-до-одного", "один-до-багатьох" і "багато-до-багатьох".

Таблиця задовольняє другій нормальній формі, якщо вона виконує, по-перше вимоги першої нормальної форми та, по-друге, кожен її рядок таблиці однозначно і не надлишково визначається первинним ключем. Тут є кілька варіантів. Перший - якщо рядки таблиці, у яку вводиться інформація нумеруються щодня починаючи з першої, то номер не може однозначно визначити накладну, і не може бути первинним ключем. А номер разом з датою - може. Можна пошукати первинні ключі серед наявних полів,а можна спробувати об'єднати кілька, намагаючись забезпечити унікальність.

Дуже простий варіант - створювати поле-лічильник і вказувати його в якості первинного ключа (рис. 2.3).

 

Рисунок 2.3. – Ключове поле таблиці

 

Третя нормальна форма вимагає виконання вимог першої та другої нормальних форм. А крім того, щоб значення будь-якого поля, що не входить у первинний ключ, не залежало від інших полів, що не входять у первинний ключ.

Вважається, що перших трьох нормальних форм досить для більшості практичних застосувань, хоча в теорії БД існують ще й інші, більш складні означення нормальних форм.

У даній базі даних виконуються нормальні форми, тому база є оптимізованою та нормалізованою [5].

 

2.1.1 Вибір оптимальної СУБД

 

Систематизована електронна інформація складає основу для побудови бази даних.

База даних – це сукупність даних, які зберігаються в електронно обчислювальних машинах, що з мінімальною надмірністю і максимально можливою швидкодією задовольняє інформаційні потреби математичного моделювання і моніторингу, розрахованим на застосування у великій кількості прикладних програм .

Основні проблеми в організації бази даних полягають у розробці заходів щодо забезпечення цілісності даних, своєчасному відновленню інформації й організації оперативного обміну даними між програмою, що використовує база даних, і самою базою даних. Дуже часто як посередник такого обміну виступає система управління базою даних [5, 6].

Система управління базою даних  складається з алгоритмічних мов і програмних засобів, призначених для створення і використання бази даних прикладними програмами, а також безпосередньо користувачами – непрограмістами.

Застосування бази даних дозволяє розв'язати такі проблеми організації і введення великих масивів інформації:

  •  скорочення надлишковості;
  •  забезпечення цілісності;
  •  розмежування доступу;
  •  забезпечення незалежності представлення даних.

Модель бази даних – способи відображення зв'язків між даними на логічному рівні. Розрізняють такі види моделей: реляційну, ієрархічну, мережну і концептуальну.

Системи управління бази даних поставляються у складі офісних пакетів, наприклад: MS Office, Corel Perfect Office, Lotus SmartSuite. Такі системи мають менші можливості в порівнянні з потужними професійними системами, але в той же час відрізняються легкістю у використанні, простим і зручним інтерфейсом, наявністю автоматизованих інструментів для швидкої розробки власних програм [6].

Існують різні бази даних такі, як, наприклад, Paradox, Fox Pro, dBase, MS Access. Але для розв’язку поставленої задачі нам найкраще підходить база даних MS Access. Одна з основних переваг MS Access – це тісна інтеграція з MS Office і MS SQL Server.

Microsoft Access - ця складова присутня лише у версіях пакету Microsoft Office Professional. Microsoft Access є інтегрованим засобом для роботи з реляційними базами даних, який надає користувачу зручний графічний інтерфейс та потужні засоби для роботи з таблицями баз даних, створення і виконання запитів, звітів, програмованих форм та Web – сторінок доступу до даних. Зручність, простота, засоби автоматизації роботи та потужні можливості Microsoft Access в побудові інформаційних систем забезпечили його значне поширення серед користувачів ОС Windows.

Можливості Microsoft Access при роботі з базами даних полягають у тому, що окрім управління базою даних власного формату Microsoft Access може працювати напряму із зовнішніми базами даних різного типу. Для цього Microsoft Access має власні інструменти зв'язку з таблицями даних, які дозволяють використовувати дані із зовнішніх і незалежних від системи баз даних, що побудовані у форматах:

  • Microsoft Excel;
  • Microsoft Exchange;
  • Microsoft Outlook;
  • dBase;
  • документи HTML;
  • Paradox;
  • текстові файли.

          З точки зору призначення географічна інформаційна система (ГІС) або геоінформаціна система – це інформаційна система, яка забезпечує збирання, збереження, обробку, доступ, відображення та поширення просторово-орієнтованих даних (просторових даних). З точки зору програмно – інформаційної реалізації ГІС – це сукупність електронних карт з умовними позначеннями об'єктів на них, баз даних з інформацією про ці об'єкти та програмного забезпечення для зручної роботи з картами і базами як з єдиним цілим.

СУБД Access поєднується з сучасними ГІС – технологіями, що забезпечує оптимальні можливості для аналізу та обробки інформації.

 

2.1.2 Створення структур таблиць та приведення їх до нормальної форми

 

Для створення бази даних необхідно с початку розробити її структуру.

Основний структурний елемент Access – таблиця, в якій зберігається інформація. Об’єкт «таблиця» – це лише одна частина Access – системи, в якій справді зберігається інформація. Всі інші об’єкти (такі, як запити, форми та звіти) ґрунтуються на даних таблиць [7].

Структуровану інформацію, організовану в таблицю, легше зрозуміти і читати.

По - перше, за рахунок класифікації по стовпчиках. Кожен стовпчик таблиці являє собою результат певної класифікації.

По - друге, тому, що рядки повторюють шаблон. Шаблон, установлений за допомогою стовпчиків, повторюється в кожному рядку. Кожний рядок подає інформацію про певний існуючий об’єкт, наприклад, про легковий автомобіль, заводи - виготовлювачі або роки випуску.

Ці два чинники дозволяють легко читати інформацію таблиці, оскільки кожен рядок у таблиці передбачений.

Ця передбачена структура дає можливість комп’ютерній програмі виконати аналогічні операції набагато швидше і з вищою точністю, ніж це може зробити людина.

Використовуючи конструктор для створення таблиць MS Access, створюємо відповідні таблиці (рис. 2.1).

 

Рисунок 2.1 - Таблиці бази даних

 

В таблиці «About_factors» міститься інформація про назву показника, нормативний документ. В таблиці «About_districts» міститься перелік одиниць вимірювання до кожного показника. В таблиці «About_place» міститься інформація про місце розташування кожної точки контролю за якістю ґрунтів та інформація про періодичність виконання замірів. В таблиці «about_ data» міститься перелік всіх показників по всім точкам відбору проб атмосферного повітря та дата проведення замірів і значення показників.

У результаті визначення зв'язків між таблицями повинна вийти наступна схема бази даних (рисунок 2.2)

Рисунок 2.2 – Схема даних

 

Таблиці MS Access з внесеними даними санепідемстанції зображено на рисунках 2.3 – 2.13

Рисунок 2.2 – Таблиця «About_place»

Рисунок 2.3 – Таблиця «Name»

 

Рисунок 2.4 –Таблиця «d_2011»

Рисунок 2.5 – Таблиця «data_air»

 

Важливим моментом при завантажуванні даних у таблиці є забезпечення захисту від помилок. Тому потрібно дуже ретельно продумати, як забезпечити введення, редагування чи перегляд даних у вигляді, який був би зручним і звичним для користувача, а також запобігав би виникненню помилкових даних. Таким засобом в Access є форми [8, 9].

Форми – основний засіб для організації інтерфейса користувача в додатках Microsoft Access. Отже, форми є засобом організації інтерфейсу між користувачем і системою. Форми можна створювати на базі таблиць і запитів. Перехід до форм, окрім кращої візуалізації даних, дає низку додаткових можливостей. На формі можна зручно розташувати:

– поля типу OLE (Object Linking) з картинками, фотографіями тощо;

– елементи керування: кнопки, перемикачі тощо;

– надписи: заголовки форми, рубрик (а також розрисувати форму чи задати фоновий рисунок);

– обчислювальні поля (це також елементи керування) для відображення результату обчислень, виконаних на базі наявних полів;

– закладки (багатосторінкові форми, де поля групують за змістом на різних закладках) [8].

У програмі Access створено форми (Формы > Создание формы с помощью мастера) на основі даних таблиці в MS Access рисунок 2.6

Рисунок 2.6 – Форма таблиці «About_place» і «data_air»

 

2.2 Створення запитів до бази даних на мові SQL

 

Запити є потужним засобом обробки даних, які зберігаються у таблицях Access. За їх допомогою можна переглядати, аналізувати та змінювати дані з кількох таблиць. Вони також можуть використовуватись як джерело даних для форм та звітів. Запити дозволяють обраховувати підсумкові значення і виводити їх у компактному форматі, а також виконувати обчислення над групами записів [9].

За даними санепідемстанції в програмному пакеті MS Access за допомогою режима SQL створено запити точок відбору проб ґрунтів і визначено вміст хімічних речовин у цих точках ( рисунок 2.7– 2.10)

 

Рисунок 2.7 – Створення запиту в режимі SQL за 2011 рік

 

Рисунок 2.8 – Створення запиту в режимі SQL за 2012 рік

 

Рисунок 2.9 – Створення запиту в режимі SQL за 2013 рік

 

 

Рисунок 2.10 - Результат запиту за 2011 рік

 

Рисунок 2.11 - Результат запиту за 2012 рік

 

Рисунок 2.12 - Результат запиту за 2013 рік

 

 

 

 

 

 

3Оцінка сучасного стану та розрахунок прогнозів стану екосистеми за допомогою пакетів прикладних програм (ППП)

 

3.1Створення звіту про стан екосистеми, який формується по результатам запиту(ів) до бази даних з використанням графічного представлення даних

 

Для створення звіту про стан ґрунту за 2011 рік на території м. Вінниці використали програму Мс.Ассеss. В даній таблиці (Рис.3.1) розміщена інформація стосовно результатів досліджень забруднення атмосферного повітря. Таблиця містить місця спостереження, рік та показники що вимірюються на спостереженнях.

 

Рисунок 3.1 – Звіт даних спостереження за 2011 рік

 

         На Рис 3.2 представлений звіт по речовинам

 

Рисунок 3.2 – Звіт по забруднюючим речовинам

 

На Рис.3.3 представлена таблиця що містить в собі інформацію про розміщення місць контролю, на яких відбувається відбір проб атмосферного повітря.

 

Рисонук 3.3 – Звіт розміщення місць відбору проб атмосферного повітря

 

3.2. Розрахунок прогнозів про стан екосистеми

 

Для розрахунку прогнозу стану екосистеми за об’єкт було взято атмосферне повітря, показника пилу за 2011-2012 рр. Його гранично допустима концентрація становить 0,5 мг/м3. Для того щоб розрахувати прогноз на 2014 р. Викорисали програмний продукт Excel. Для цього занелисли дані в таблицю (Рис.3.4) та побудували діаграму (Рис.3.5), використавши функцію добавити «Линия тренда» по «экспоненциальному значению». На даному графіку можна побачити, що на 2014-2015рр пил у повітрі не буде перевищувати ГДК.

 

 

Рисунок 3.4 – Дані забруднення пилу в атмосферному повітрі за 2011-2013рр

 

Рисунок 3.5 – Розрахунок прогнозів про стан забруднення пилом на 2014р.

Також, побудовано графіки динаміки зміни концентрацій забруднюючих речовин з відображенням ГДК цих речовин за 2011 - 2013 роки. Ці графіки демонструють екологічний стану атмосферного повітря по окремим показникам в певний період у місті Вінниця

 

Рисунок 3.6 - Графік забруднень атмосферного повітря міста Вінниці по показнику “Пил” за 2011 рік

 

Графік забруднень атмосферного повітря показує, що у 2011 році перевищення вмісту пилу в атмосферному повітрі спостерігається лише два рази, а саме по вулиці Соборна-Свердлова та Червоноармійська - Київська.

 

Рисунок 3.7 - Графік забруднень атмосферного повітря міста Вінниці по показнику “Пил” за 2012 рік

 

Графік забруднень атмосферного повітря показує, що у 2012 році перевищення вмісту Пила в атмосферному повітрі спостерігається лише раз, а саме по вулиці Хмельницьке шосе ( 1-а міська лікарня).

 

Рисунок 3.8 - Графік забруднень атмосферного повітря міста Вінниці по показнику “Пил” за 2013 рік

 

 

 

 

4. Оцінка стану екосистеми за допомогою ГІС

 

4.1 Створення тематичної карти забруднень екосистеми

 

Для подальшої роботи з ГІС, було створено таблиці по даним створених запитів. Щоб візуалізувати дані екологічного стану атмосферного повітря по окремим показникам запитні таблиці були експортовані в формат dBase 5 і підключені до карти міста Вінниця. На основі цих даних побудована матриця величини забруднення атмосферного повітря міста по окремому показнику (рис. 4.1 - 4.6).

 

Рисунок 4.1 - Побудована матриця забруднень міста Вінниця по показнику “Пил” за 2011 рік

 

Побудована матриця забруднень показує, що у 2011 році спостерігається підвищена концентрація показника в центрі міста Вінниці.

 

 

 

 

 

Рисунок 4.2 - Побудована матриця забруднень міста Вінниця по показнику “Пил” за 2012 рік

У 2012 році - поширення забруднення відбулось на захід та у центрі міста.

 

Рисунок 4.3 - Побудована матриця забруднень міста Вінниця по показнику “Пил” за 2013 рік

 

У 2013 - значних перевищень показника немає.

 

 

4.2 Виділення найбільш шкідливих факторів для довкілля та розробка заходів щодо їх усунення

 

Викиди забруднюючих речовин в атмосферне повітря зростають завдяки викидам від автотранспорту. Це, перш за все, зумовлено збільшенням кількості автотранспорту в місті, відставанням темпів розвитку вулично-шляхової мережі, труднощами щодо контролю великої кількості автотранспорту як джерела забруднення атмосфери (приватний автотранспорт, транзит), недостатньо розвиненою законодавчою базою для ефективного управління автотранспортом, як екологічно небезпечним об'єктом. Поява на транспортній мережі великої кількості маршрутних таксомоторів негативно впливає на стан навколишнього природного середовища і відповідно на збільшення викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря.

Причинами значних обсягів викидів від підприємств енергетики є застарілість основних фондів енергетичних підприємств та неефективні технології нейтралізації забруднюючих речовин, неефективне використання паливно-енергетичних ресурсів окремими виробниками та споживачами енергії.

Для поліпшення стану атмосферного повітря міста необхідно:

  • здійснити переведення комунального автотранспорту на електротягу та використання природного газу;
  • ввести повну заборону використання у місті автомобілів без каталізаторів відпрацьованих газів двигунів, заборонити в'їзд до міста транспорту без каталізаторів, організувати стоянки для нього;
  • при подальшій розробці схем забудови передбачити пункти паркування на в'їздах у місто (на кінцевих зупинках транспорту загального користування), проаналізувати стару забудову міста та спланувати нові місця паркування;
  • створити єдину кільцеву систему теплогенерації та тепловодозабезпечення міста за рахунок ТЕЦ, районних котелень та котелень підприємств міста;
  • вивести за межі міста екологічно небезпечні виробництва із значними викидами забруднюючих речовин в атмосферу;
  • для зменшення впливу вітру в міжбудинкових просторах та зниження впливу автомототранспорту на мешканців житлової забудови бажано проводити селітебну забудову кварталу як одного цілісного будинку з підземними гаражами та об'єктами культурного і побутового комплексу у центрі та південній частині цієї забудови, спортивними та дитячими майданчиками з півночі і закритими службовими проїздами транспорту на одну сторону [10].

 

 

 

Висновки

 

Проведено огляд стану атмосферного повітря міста Вінниці. Дано загальну характеристику стану стану атмосферного повітря та розглянуто основні проблеми забруднення атмосферного повітря.

З’ясовано, що потрібен постійний контроль за станом атмосферного повітря з обґрунтованими управлінськими рішеннями, а сучасна система моніторингу не може забезпечити належний рівень контролю, тому проведено пошук технологій, які б виправити недоліки сучасної системи моніторингу.

        Створенно базу даних геоінформаційної системи моніторингу атмосферного повітря м. Вінниці за даними міської санепідемстанції.

Створенно ГІС моніторингу стану атмосферного повітря міста Вінниця, за допомогою якої можна здійснювати визначення фактів перевищують ГДК, а також оперативно отримувати інформацію про їх основні характеристики. Виявлено основні проблеми та запропоновано рекомендації щодо покращення стану атмосферного повітря на території міста Вінниця, основними з яких є:

  • вивести за межі міста екологічно небезпечні виробництва із значними викидами забруднюючих речовин в атмосферу;
  • насадження дерев;
  • розробка та впровадження заходів щодо скорочення викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря;

 

 

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

 

1. Никитин Д.П.Среда и человек. / Никитин Д.П., Новиков Ю.В - М.: Высшая школа, 1987. - 320 с.

2. Калверта С.Г. Защита атмосферы от промышленных загрезнений. / Калверта С.Г., Инглунд Г. М - М.: Металлургия, 1988. - 712с.

3. Данилов А.Д. Атмосферный озон: сенсации и реальность. / Данилов А.Д., Кароль И.Л. - Л.: Гидрометиздат, 1999. - 120 с.

4. Михеев А.В. Охрана природы / Михеев А.В. - Москва: Просвещение, 1987. - C.57-77.

5. Инструментарий геоинформационных систем / [ Бусыгин Б.С., Гаркуша И.Н., Серединин Е.С., Гаевенко А.Ю. ] - К.: ИРГ "ВБ", 2000. - 172 с.

6. Збірник показників емісії (питомих викидів) забруднюючих речовин в атмосферне повітря різними виробництвами, т 1. – Донецьк: УНЦТЕ,  2004. - 58с.

7. Вебсайт – «MySQL». Режим доступу - www.mysql.com

8. Вебсайт – «InfoCity». Режим доступу - www.infocity.kiev.ua

9. Монин А.С. Глобальные экологические проблемы. / Монин А.С., Шишков Н.А. - М.: Знание, №6, 1991. - 136 с.

10. Замай С.С. Модели оценки и прогноза загрязнения атмосферы промышленными выбросами в информационно-аналитической системе природоохранных служб крупного города: Учеб. Пособие / Замай С.С., Якубайлик О.Э - Краснояр. гос. ун-т. Красноярск, 1998. - 109 с.

 

 

Види навчальних матеріалів: 
Оцінка: 
0
No votes yet