Курсова робота - Моделювання впливу забрудненості атмосферного повітря на захворюваність людини - файл n1.docx

Курсова робота - Моделювання впливу забрудненості атмосферного повітря на захворюваність людини
Скачать все файлы (331.5 kb.)

Доступные файлы (1):
n1.docx332kb.09.01.2014 15:17скачать

n1.docx

  1   2   3


МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ЧОРНОМОРСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІМЕНІ ПЕТРА МОГИЛИ

Кафедра екології та природокористування


КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни “Моделювання і прогнозування стану довкілля”

по темі

«МОДЕЛЮВАННЯ ВПЛИВУ ЗАБРУДНЕНОСТІ АТМОСФЕРНОГО ПОВІТРЯ НА ЗАХВОРЮВАНІСТЬ ЛЮДИНИ»

Виконавець:

студент гр. 421 Міхаліцький С.А.
Керівник:

Воскобойнікова Н. А.
Миколаїв – 2012
ЗМІСТ

ВСТУП …………………………………………………………….. 4

РОЗДІЛ І. АНАЛІЗ ЛІТЕРАТУРНИХ ДАНИХ ………………. 6

РОЗДІЛ ІІ. АЛГОРИТМ ПРОЕКТУВАННЯ .……………….. 11

РОЗДІЛ ІІІ. ТЕОРЕТИЧНЕ РІШЕННЯ ……………………… 15

3.1. Аналіз об’єкту моделювання …………………………… 15

3.2. Аналіз умов функціонування об’єкту …………………. 16

3.3. Декомпозиція соціоекосистеми України …………….. 19

3.4. Ранжування факторів впливу ………………………….. 21

3.5. Спрощена модель ………………………………………… 22

З.6. Формування якісної залежності ……………………….. 23

3.7. Розробка програми математичного моделювання

об’єкту …………………………………………………………. 23

РОЗДІЛ ІV. ЧИСЕЛЬНЕ РІШЕННЯ ……………………….. 26

4.1. Розробка моделі залежності захворюваності

від викидів ……………………………………………………….. 26

4.2. Прогноз викидів у атмосферу до 2020 року …………… 27

4.3. Прогноз захворюваності до 2020 року ……………….. 29

ВИСНОВКИ ………………………………………………. 30

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ ………………….. 31


ВСТУП

Актуальність курсової роботи. Проблема забруднення атмосферного повітря виникла у зв’язку з розвитком промислового виробництва. Особливої гостроти вона набула у другій половині ХХ ст., в період науково–технічної революції, яка характеризується надзвичайно високими темпами росту промислового виробництва, споживання електроенергії та використання моторних транспортних засобів.

Науково–технічний прогрес у промисловому виробництві призвів до розширення використання природних ресурсів. Перелік хімічних елементів, які застосовує людина у промисловому виробництві, суттєво збільшився за останнє десятиліття. Якщо на початку ХХ ст. використовували 19 хімічних елементів, то в середині століття у промисловому виробництві було задіяно близько 50, а в 70–х роках — понад 100. Ці зміни у промисловому виробництві, зрозуміло, що відбилися на складі промислових викидів, що призвело до якісно нового забруднення атмосферного повітря, а саме, аерозолями важких металів і рідкісних металів [6].

Забруднення атмосферного повітря впливає на здоров’я людини і на навколишнє природне середовище різними способами - від прямої і негайної загрози (зміг і ін.) до повільного і поступового руйнування різних систем життєзабезпечення організму. У багатьох випадках забруднення повітряного середовища порушує структурні компоненти екосистеми до такого ступеня, що регуляторні процеси не в змозі їх повернути в первинний стан і в результаті механізм гомеостазу не спрацьовує. Усі забруднюючі атмосферне повітря речовини в більшому чи меншому ступені впливають на здоров'я людини. Ці речовини потрапляють в організм людини переважно через систему дихання. Органи дихання страждають від забруднення безпосередньо, оскільки близько 50% часток домішок радіусом 0,01-0.1 мкм, що проникають у легені, осідають в них. Проникаючі в організм частки викликають токсичний ефект.

У містах внаслідок забруднення повітря, яке постійно збільшується, неухильно росте число хворих, що страждають такими захворюваннями, як хронічний бронхіт, емфізема легень, різні алергійні захворювання і рак легень.

Метою курсової роботи є створення моделі зміни кількості захворілих на дихальну систему в залежності від зміни кількості викидів забруднюючих речовин в атмосферне повітря.

Об’єктом дослідження є здоров’я людини.

Предметом дослідження – вплив забрудненості атмосферного повітря на захворюваність населення на хвороби органів дихання.

Для досягнення вказаної мети роботи необхідно виконати перелік таких завдань:

  1. Проаналізувати літературні джерела щодо залежності захворюваності людей від забруднення повітря;

  2. Дослідити динаміку кількості викидів забруднюючих речовин у атмосферу;

  3. Дослідити динаміку зміни кількості захворілих на дихальну систему в Україні по роках;

  4. Спрогнозувати кількість викидів у повітря до 2020 року;

  5. Розробити прогноз зміни чисельності захворілих на органи дихання до 2020 року.


РОЗДІЛ І. АНАЛІЗ ЛІТЕРАТУРНИХ ДАНИХ

Екологічна ситуація на планеті з кожним роком ускладнюється. Це пов'язано із постійно наростаючою потужністю промислових підприємств, відкриттям нових заводів і фабрик, а також збільшенням кількості транспортних засобів, зростанням виробництва та використанням мінеральних добрив і отрутохімікатів, появою нових технологічних процесів, хімічних речовин, виробів тощо. Все це призводить до значного забруднення довкілля. Тільки в атмосферне повітря планети щорічно потрапляє до 200 млн. тонн оксиду вуглецю, 50 млн. тонн оксиду азоту, 145 млн. тонн оксиду сірки, 50 млн. тонн вуглеводнів, близько 700 млн. м3 техногенних і побутових газів. У світовому сільському господарстві щорічно використовується 500 млн. тонн мінеральних добрив, 3 млн. тонн отрутохімікатів, які після часткового перетворення змиваються у природні водойми [10].

В цілому організм людини досить добре пристосований до змін навколишнього середовища, і це є основною ознакою доброго здоров'я, до факторів якого належать повітря, вода, грунт, їжа, умови праці, харчування, побуту, навчання, відпочинок, які залежать від соціального устрою суспільства. В свою чергу, на здоров'я впливає як природне, так і соціальне середовище, що оточує людину.

Поки об'єми суспільного виробництва були відносно невеликими, біосфера як активна саморегулююча система сама справлялася з неподобствами, що супроводжували господарську діяльність, однак XX століття характеризується значним збільшенням масштабів виробництва в усіх

галузях світової економіки, тому біосфера та цивілізація нашої планети зараз знаходяться в небезпеці. Це не передчасна тривога, а страшна реальність нашого буття, реальність надзвичайно сувора, смертельна, така ж небезпечна, як загроза самознищення людства в термоядерній війні. Тепер потрібно вже не просто переконувати людей у новому підході до вирішення екологічних проблем, а бити на сполох [10].

Негативний вплив на організм людини чинять шкідливі відходи виробництва, що потрапили у навколишнє середовище. Природа неспроможна утилізувати їхню велику кількість. Тому разом із їжею, водою, повітрям до організму надходять і шкідливі речовини. А скільки шкідливих звичок (паління, зловживання спиртними напоями, пристрасть до наркотиків та ін.) набуло людство, і всі вони згубно впливають на здоров'я людини.

Залишається актуальною й сьогодні думка Гіппократа, яка полягає в тому, що єдина причина всіх хвороб – невідповідність між можливостями організму і вимогами, котрі висувають йому умови і спосіб життя. Досягнення науково-технічного прогресу, розвиток суспільства, соціальна сутність людини все більше деформують її біологічну природу. Одне із завдань суспільства – запобігти несприятливому впливові на все живе на планеті, у тому числі на здоров'я і довголіття людей [2].

Вітчизняними і зарубіжними вченими встановлено, що на здоров'я людини впливає ряд факторів, згрупованих певним чином. Встановлено, що здоров'я людини на 20% залежить від стану довкілля. Це означає, що у людей, котрі проживають в екологічно чистій місцевості, здоров'я може бути кращим, ніж у людей, які живуть в екологічно забрудненій місцевості. Наприклад, мешканці сільських регіонів дихають чистішим повітрям порівняно з міськими жителями, котрі вимушені дихати повітрям, забрудненим вихлопними газами машин і шкідливими відходами підприємств. Відходи промислових підприємств потрапляють до навколишнього середовища, забруднюючи повітря, воду, грунт, на якому ростуть плодові культури, трав'янисті рослини, що є їжею не тільки для людини, але й для тварин, у тому числі й домашніх. Тому часто людина споживає екологічно забруднені продукти, що негативно позначається на стані її здоров'я.

До іншої групи факторів (20%) належить генетичний фактор (спадковість). Відомо, що у батьків, які ведуть здоровий спосіб життя, є всі передумови для народження здорових дітей. Також доведено, що передумови негативної спадковості можна частково чи повністю усунути, дотримуючись здорового способу життя. Наприклад, учні, котрі мають несприятливу спадковість із короткозорості та ще й готують уроки при слабкому освітленні, близько розташовують книгу під час читання, довго дивляться телепередачі, створюють умови для розвитку та закріплення аномальної короткозорості.

Але школярі, котрі мають несприятливу спадковість із короткозорості, яка ще не виявилась, можуть запобігти погіршенню зору, якщо будуть дотримуватись правил гігієни зору, режиму дня, достатньо приділяти увагу фізичним вправам та раціональному харчуванню [13].

Хоча питаннями збереження та зміцнення здоров'я займається система охорони здоров'я, учені-спеціалісти стверджують, що здоров'я людини залежить від неї лише на 10 %. До функцій системи охорони здоров'я відносять професійну діагностику захворювань, висококваліфіковане лікування хворих, ефективність лікарських препаратів, профілактичну роботу лікарів щодо попередження захворювань.

На 50% здоров'я людини (отже, суспільства в цілому) залежить від способу її життя. Умови, в яких перебуває індивід, визначаються рядом характеристик місця його проживання (наприклад, сільська чи міська місцевість, ступінь озеленення, розташування поблизу промислового підприємства чи віддалік нього і т.п.). Спосіб життя визначається, наприклад, тим, як людина харчується, чи має шкідливі звички, чи займається фізичними вправами і спортом, чи вдосталь часу перебуває на свіжому повітрі, як проводить вихідні дні. чи дотримується режиму роботи, навчання і відпочинку [8].

Перші повідомлення про вплив забрудненого атмосферного повітря на здоров'я населення з'являлися у пресі в першій половині XX ст. Так, 1грудня 1930 року у долині Маас у Бельгії внаслідок антициклонної погоди з температурною Інверсією, що супроводжувалась накопиченням промислових викидів у приземному шарі атмосфери, з'явилися масові захворювання населення зі смертельними наслідками. Протягом трьох днів було зареєстровано сотні захворювань, у тому числі 63 зі смертельним кінцем. Аналогічні ситуації мали місце в 1948 р. у Донорі (США), де захворіло 43% населення, з них 10 % з тяжкими симптомами отруєння і 20 осіб зі смертельним кінцем. Лондонські токсичні тумани у грудні 1952 р. забрали 3900 людських життів. У січні 1956 р. зареєстровано 1000, у грудні цього ж року 4000, а у грудні 1962 р. 850 смертельних випадків унаслідок отруєння населення Лондона забрудненим атмосферним повітрям. Випадки отруєння зі смертельним кінцем токсичними домішками в атмосферному повітрі були зареєстровані в Нью-Йорку у листопаді 1953 р., грудні 1962 р., листопаді 1966 р., у Осаці (Японія) - у грудні 1962 р., у Роттердамі (Нідерланди) - у січні, лютому 1962 р. Випадки впливу забрудненого атмосферного повітря на здоров'я населення спостерігались і у великих індустріальних містах на території колишнього СРСР [9].

Сьогодні численними гігієнічними дослідженнями встановлено зв'язок між концентраціями шкідливих викидів у атмосферу міст і захворюваністю населення хворобами органів дихання, серцево-судинної системи. Такі забруднювачі атмосферного повітря, як оксиди сірки, азоту, різноманітні органічні речовини, що подразнюють слизову оболонку, є причиною виникнення великої кількості запальних захворювань очей, органів дихання. Почастішали випадки бронхіальної астми. Багато хімічних речовин, які забруднюють атмосферне повітря і мають канцерогенні та мутагенні властивості, призвели до збільшення кількості випадків злоякісних захворювань, насамперед органів дихання, спонтанних абортів, перинатальної смерті плода, аномалій вагітності, безпліддя, мертвонароджуваності тощо. Слід відзначити, що серед населення, яке проживає в умовах забрудненої атмосфери міст, частіше зустрічається несприятливий перебіг вагітності та пологів [3], а серед дітей, які народились від матерів з патологічною вагітністю і пологами, - діти з невеликою масою тіла і недостатнім фізичним розвитком, функціональними відхиленнями серцево-судинної і дихальної систем [1].

Регіональний аналіз захворюваності свідчить про те, що найвищий її рівень спостерігається у південно-східному регіоні, особливо показовими тут є такі захворювання: новоутворення, хвороби органів дихання, психічні захворювання, вроджені аномалії. У південному регіоні на першому місці стоять хвороби органів дихання, нервової системи і органів чуття, порушення кровообігу. У структурі смертності в північно-східному регіоні основне місце посідають судинні ураження мозку, новоутворення, травми, отруєння та нещасні випадки. А населення центрального регіону найчастіше хворіє на новоутворення, хвороби крові та кровотворних органів, ендокринні захворювання тощо. Очевидно, що, крім Інших несприятливих факторів навколишнього середовища, характерних для цього регіону, вагомим є радіаційне забруднення. Для західного регіону характерний високий рівень захворюваності органів дихання, травлення, кровообігу, нервової системи та органів чуття тощо. Таким чином, аналіз здоров'я за регіонами виявляє повну їх залежність від напрямку господарського розвитку та екологічного стану довкілля [5].
РОЗДІЛ ІІ. АЛГОРИТМ ПРОЕКТУВАННЯ

В даному розділі розробляється алгоритм проектування моделі, що включає опис етапів проектування, послідовність дій, шляхи та дії по досягненню мети. Схема алгоритму проектування даної роботи зазначена на Рис. 2.1.

Аналіз літературних даних



Аналіз об’єкту моделювання




Декомпозиція


Опис факторів, що мають вплив на захворюваність на органи дихання




Формування якісної залежності


Підбір формалізованої математичної залежності




Композиція




Розробка програми математичного моделювання



Робота в Excel


Внесення даних в пакет Excel



Побудова графіку в декартовій системі координат




Нанесення лінії тренду методом регресійного аналізу



Аналіз отриманих математичних залежностей



Прогнозування викидів до 2020 року



Прогноз захворілих на хвороби органів дихання за формулою, відповідно до прогнозу викидів



Аналіз отриманих результатів



Формування висновків і результатів


1. Аналіз літературних даних

На цьому етапі проводиться опрацювання літературних джерел з обраної теми, визначення актуальності проблеми, узагальнення думок вчених щодо проблеми забрудненості повітря.

2. Аналіз об’єкту моделювання

Вивчається рівень здоров’я населення. Досліджуються причини захворюваності населення та фактори що можуть негативно вплинути на здоров’я населення.

3. Декомпозиція

Наводяться усі фактори, що впливають на здоров’я населення. Розробивши декомпозицію соціоекосистеми України можна побачити чи враховані усі фактори, що впливають на людину.

4. Опис факторів, що мають вплив на захворюваність на органи дихання

З декомпозиції обираються фактори, що мають найбільш значущий вплив на здоров’я людини та можуть пошкодити його.

5. Формування якісної залежності захворюваності від стану забруднення атмосферного повітря

6. Підбір формалізованої математичної залежності

7. Композиція

З моделі відкидаються фактори, які є маловпливовими. Йде врахування лише тих, які мають найбільше значення для дослідження. Найбільш впливові фактор оформлюються у схему.

8. Розробка програми математичного моделювання

Розробляється послідовність дій, які будуть пророблені при моделюванні впливу забрудненості повітря на здоров’я людини.

9. Робота в Excel

Алгоритм математичного моделювання розробляється на основі пакету Microsoft Excel.

10. Внесення даних в пакет Excel для подальшого опрацювання

11. Побудова графіку в декартовій системі координат зі статистичних даних, що були опрацьовані, для подальшого отримання залежностей

12. Нанесення лінії тренду методом регресійного аналізу на отриманій залежності

13. Аналіз отриманих математичних залежностей

14. Прогнозування викидів до 2020 року

На основі вже збудованих залежностей розробляється прогноз викидів в атмосферу по рокам до 2020 року.

15. Прогноз захворілих на хвороби органів дихання за формулою, відповідно до прогнозу викидів

Спрогнозувавши кількість викидів, за математичною формулою можемо спрогнозувати кількість захворілих на дихальну систему.

16. Аналіз отриманих результатів

Виходячи з аналізу даних, отримуємо прогнозовану динаміку кількості захворілих по рокам до 2020 року.

17. Формування висновків і результатів

Проаналізувавши результати роботи, можна сформувати власну думку та загальний висновок до роботи.
  1   2   3
Учебный текст
© perviydoc.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации