Выдержка из работы:
Некоторые тезисы из работы по теме Разработка программного модуля прогнозирования уровня загрязнения воздушного бассейна
ВВЕДЕНИЕ
При решении задачи определения и прогнозирования уровня загрязненности воздушного бассейна в городе (фактически, определения индекса загрязнения атмосферы) возникает необходимость работы со статистическими данными, представляющими временные ряды (концентрации загрязняющих веществ в атмосфере, ИЗА). Задачи прогнозирования временных рядов представляют собой сложный тип проблемы прогнозирующего моделирования.
В отличие от принципов регрессионного предсказательного моделирования наличие временных рядов приводит к повышению сложности зависимости от входных переменных. Использование методов машинного обучения, в частности нейронных сетей, позволит выявить непрямые связи, которые дадут более корректные варианты прогнозирования уровня загрязнения воздушного бассейна.
………………………………………………………………..
1 ЗАДАЧИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА
1.1 Исследование проблемы мониторинга загрязнённости воздушного бассейна в городах
Мониторинг уровня загрязненности воздушного бассейна в любом из городов Российской Федерации осуществляется унифицированным образом, в соответствии с классической схемой. Нормативно-методическую базу для этой схемы формируют несколько актуальных законодательных документов:
? Федеральный закон от 10.01.2002 №7-ФЗ под названием «Об охране окружающей среды». Он содержит нормативы качества атмосферного воздуха, предельно допустимые уровни выбросов загрязняющих веществ, а также другие факторы, оказывающие влияние на атмосферу [1];
? Федеральный закон от 13.06.2023 г. № 255-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха» [2];
? СанПиН 1.2.3685-21. Гигиенические нормы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания. В этих нормах осуществляется регулирование вопросов, относящихся к выбросам загрязняющих веществ от стационарных или мобильных (передвижных) источников. Кроме этого, в документе содержится регламентация порядка мероприятий, направленных на снижение уровня подобных выбросов [3].
В качестве ключевого расчетного параметра, характеризующего состояние атмосферного воздуха, используется принятый в РФ (и на всей территории СНГ) так называемый комплексный индекс загрязнения атмосферы (ИЗА). Характеристиками параметров, воздействующих на уровень загрязнения атмосферы, являются предельно допустимые концентрации вредных веществ в атмосфере.
Следует отметить, что для оценки задействуется универсальный подход, одинаково подходящий для любых вредных веществ, как поступивших в атмосферу от известных источников, так и обнаруженных непосредственно в процессе исследования.
Упомянутая технология комплексной оценки с применением индекса загрязнения атмосферы позволяет учитывать наиболее распространенные в атмосфере городов загрязняющие воздушный бассейн примеси. При этом наибольшая проблема заключается не в самом наличии вредных веществ, а в их уровне концентрации, негативно сказывающемся на здоровье населения и состоянии окружающей среды.
Наиболее распространенными загрязняющими веществами, преимущественно используемыми для характеристики уровня загрязнения воздушного бассейна города, являются:
? оксид углерода, или угарный газ (СО);
? оксиды азота: оксид (NO) и диоксид азота (NO2);
? аммиак;
? фотохимические окислители – озон (О3);
? взвешенные частицы (РМ);
? диоксид серы, или сернистый ангидрид (SO2).
Диоксид серы (сернистый ангидрид), фактически, является бесцветным газом. В качестве наиболее распространенных его источников выступают предприятия, на которых осуществляется плавка сульфидных руд, а также нефтеперерабатывающие заводы. При этом наибольшая доля урона атмосфере в городах приходится, скорее, на источники непроизводственного характера. Среди них: тепловые электростанции, функционирующие на жидком и твердом топливе, печные трубы жилых домов, небольшие котельные, оборудованные низкими трубами.
Высокая концентрация диоксида серы в атмосфере города влечет за собой раздражение верхних дыхательных путей у жителей. Это обусловлено его легкой растворимостью в слизи гортани и трахеи.
Еще одним очень неблагоприятными для атмосферы является такой ядовитый газ, как оксид углерода (используется еще название «угарный газ»). Его возникновение связано с недостаточным сгоранием твердых отходов. Также в качестве источника данного загрязняющего вещества могут выступать выбросы в результате сжигания ископаемого топлива и табака, результаты частичного анаэробного разложения органических веществ.
Большая часть (более 50%) выбросов оксида углерода в городах вызвано сжиганием топлива в двигателях внутреннего сгорания транспортных средств. В частности, наиболее интенсивный источник появления оксида углерода в атмосфере – это, безусловно, автомобильный транспорт.
Соответственно, высокий уровень концентрации оксида углерода в воздушном бассейне города приводит к существенному снижению уровня гемоглобина в крови жителей. Это влечет за собой снижение процентного соотношения растворенного кислорода и, в результате, развитие гипоксии. Фактически, снижение уровня кислорода в крови может привести не только к сонливости и обмороку, но и вызвать кому и даже смерть человека.
………………………………………………………………..
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Федеральный закон от 10.01.2002 №7-ФЗ «Об охране окружающей среды» (ред. от 26.12.2024). М.: Кнорус, 2011. 62 с.
2. Федеральный закон от 13 июня 2023 г. N 255-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха» // Российская газета - Федеральный выпуск: №132(9077).
3. СанПиН 1.2.3685-21 Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания. Утверждены постановлением Главного государственного санитарного врача РФ Санитарные правила и нормы.
4. Адитья Б. Грокаем алгоритмы. 2-е изд. / Б. Адитья. – СПб.: Питер, 2025. – 352 с.
5. Алексеев Д.С. Технологии интеллектуального анализа данных. Учебник / Д.С. Алексеев Дмитрий Станиславович, О.В. Щекочихин. – М.: Лань, 2022. – 176 с.
………………………………………………………………..