Зміст
Анотація
1. Загальна характеристика проблеми забруднення атмосферного повітря
1.1 Джерела забруднення атмосферного повітря
1.2 Моніторинг атмосферного повітря
2. Вхідні дані та постановка задачі4
2.1 Вхідні дані та постановка задачі
2.2 Вибір оптимального програмного середовища
3. РОЗРОБКА ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ОБРОБКИ РЕЗУЛЬТАТІВ СПОСТЕРЕЖЕНЬ ТА ВІЗУАЛІЗАЦІЇ ДАНИХ
3.1 Створення та наповнення бази даних спостережень за станом атмосфери
3.2 Аналіз даних спостережень за станом атмосферного повітря
ВИСНОВКИ
ДОДАТОК
У курсовій роботі розглянуто характеристику проблем забруднення атмосферного повітря. А саме джерела забруднення та моніторинг атмосферного повітря.
Обрано оптимальне програмне середовище. Розроблено програмне забезпечення для обробки результатів спостережень та візуалізації даних. Створено та наповнено базу даних спостережень за станом атмосфери.
Проаналізовано дані спостережень за станом атмосферного повітря.
Нанесено джерела викидів на електронну карту та здійснено візуалізацію усереднених даних по показникам якості.
антропогенний атмосферний спостереження забруднення
Атмосфера – це повітряна оболонка Землі, значення якої важко переоцінити. Збереження теплоти і захист живих організмів від згубних доз космічного випромінювання, джерело кисню для дихання, вуглекислого газу для фотосинтезу, енергії і всіляких хімічних речовин, середовище розгортання метеорологічних процесів і електричних явищ (атмосферна електрика), переміщення пари соди і дрібних матеріалів на планеті – ось далеко не повний перелік значення повітря в природних процесах, які розгортаються на Землі.
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 торф’яників, 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”.
Антропогенний вплив спричинюють: виробництво тепло- та електроенергії, переробна промисловість. Як результат ми отримуємо смоги, різні типи кислотних опадів, руйнування озонового шару, глобальне розігрівання нижніх шарів атмосфери, погіршення умов мешкання аеробних живих організмів тощо.
Актуальність курсової роботи полягає у розробці програмного забезпечення, якедасть змогу обробляти результати спостережень та візуалізувати дані атмосферного забруднення. Моніторинг атмосферного повітря збирає, опрацьовує, аналізує, оцінює та прогнозує стан повітря з метою його покращення. Як результат зменшується кількість викидів та усуваються забрудники, що є важливим для природного середовища.
Об’єктом дослідження курсової роботи є атмосферне повітря. Предметом дослідження – моніторинг атмосферного повітря.
Мета роботи – розробка програмного забезпечення обробки результатів спостережень та візуалізації даних.
Моніторинг у галузі охорони атмосферного повітря проводиться з метою отримання, збирання, оброблення, збереження та аналізу інформації про рівень забруднення атмосферного повітря, оцінки та прогнозування його змін і ступеня небезпечності та розроблення науково обґрунтованих рекомендацій для прийняття рішень у галузі охорони атмосферного повітря.
Моніторинг атмосферного повітря є складовою частиною державної системи моніторингу довкілля України.
1. Загальна характеристика проблеми забруднення атмосферного повітря
Атмосферне повітря є життєво важливим компонентом природного довкілля. Від його якісного стану залежать як умови життя на Землі, так і саме життя. В даний час негативна антропогенна дія на цей природний компонент привела до істотного погіршення його якості, що відбилося і на здоров’ї населення, і на стані довкілля в цілому [1].
Атмосферне повітря забруднюється різними газами, дрібними часточками і рідкими речовинами, які негативно впливають на живі істоти, погіршуючи умови їх існування. Джерела його забруднення можуть бути природними і штучними (антропогенними) [2].
1. До природного забруднення відносять:
· пилові бурі;
· вулканізм;
· лісові пожежі;
· вивітрювання;
· розкладання живих організмів.
2. До штучного забруднення:
· промислові підприємства;
· транспорт;
· теплоенергетика;
· опалювання житла;
· сільське господарство.
По дії на організм людини забруднення атмосфери поділяють на фізичне і хімічне. До фізичного відносять: радіоактивне випромінювання, теплова дія, шум, низькочастотні вібрації, електромагнітні поля. До хімічного – наявність хімічних речовин і їх сполук.
Викиди в атмосферу забруднюючих речовин характеризуються по чотирьох признаках: по агрегатному стану, хімічному складу, розміру часток і масовій витраті викинутої речовини.
Головними і найбільш небезпечними джерелами забруднення атмосфери є промислові, транспортні і побутові викиди. По особливостях будови і характері впливу на атмосферу забруднення, як правило, підрозділяють на механічні і хімічні [3].
Унаслідок діяльності людини в атмосферу поступають вуглекислий газ СО2 і чадний газ СО, діоксид сірки SO2 метан СН4, оксиди азоту NO2, NO і N2O. При використанні аерозолів в атмосферу поступають хлорфторвуглеводні, в результаті роботи транспорту – вуглеводні.
Речовини, що забруднюють атмосферу, поділяються також на первинні і вторинні. Первинні – це речовини, які містяться у викидах підприємств від різних джерел. Вторинні є продуктами трансформації первинного або вторинного синтезу. Вони нерідко більш небезпечні у порівнянні з первинними.
Маса забруднювальних речовин в атмосфері становить приблизно 9 – 10 млн. т. Порівняно з масою земної атмосфери це мізерна величина, однак на висоті 50 – 100 м. від Землі, де саме концентруються забруднювальні речовини, частка їх є істотною, відносно кількості чистого повітря. Головними екологічними глобальними наслідками забруднення атмосфери є: парниковий ефект, озонова дірка, кислотні дощі, смог [4].
В Україні основними забруднювачами атмосферного повітря були і лишаються підприємства енергетики і металургії. На них припадає понад 70 % усіх викидів оксиду азоту, а сполук сірки ще більше – 82 %.
Вимірювання на території України свідчать, що практично в усіх великих містах постійно чи періодично шкідливі речовини присутні у повітрі у надмірній кількості. На початок 90-х років XX ст. найбільшими викидами у повітря характеризувалися Кривий Ріг (1,15 млн. т), Маріуполь (650 тис. т), Запоріжжя, Макіївка, Дніпропетровськ, Дніпродзержинськ (по 350 тис. т), Київ, Донецьк, Керч, Дебальцеве (по 300 тис. т), Комунарськ і Одеса (200 тис. т) та ін. Характерними для наших міст є порівняно високі рівні забруднення специфічними і органічними сполуками: бензопіреном, фенолом, формальдегідом, аміаком та іншими [5].
Зміни у навколишньому природному середовищі відбуваються під впливом природних і антропогенних (зумовлених діяльністю людини) біосферних факторів. Пізнання цих змін неможливе без виокремлення антропогенних процесів на фоні природних, для чого й організовують спеціальні спостереження за різноманітними параметрами біосфери, які змінюються внаслідок людської діяльності. Саме у спостереженні за довкіллям, оцінюванні його фактичного стану , прогнозуванні його розвитку полягає сутність моніторингу.
Моніторинг атмосферного повітря – це система спостережень за станом атмосфери, його забрудненням і природними явищами, які відбуваються в ньому, а також оцінка і прогноз стану атмосферного повітря (контроль, аналіз, висновки) [6].
В даний час в багатьох містах промислово розвинених країн створюється мережа пунктів спостереження (моніторингу) за забрудненням повітря. За останнє десятиліття дана система отримала значне розширення і розвиток. Збільшилося число міст, в яких ведеться контроль за забрудненням повітря, число пунктів спостережень в них і спостережуваних інгредієнтів. Розроблені нові методи і технічні засоби вимірів, у тому числі автоматичні прилади і системи контролю. Характерною особливістю розвитку моніторингу є і те, що організацією і вдосконаленням його у ряді країн активно зайнялися метеорологічні відомства. Це дозволило підвищити науково-технічний рівень спостережень, що проводилися, і одночасно з виміром концентрацій шкідливих речовин вивчити метеорологічні, топографічні і інші чинники, що визначають їх розподіл в атмосфері [7].
Моніторинг у галузі охорони атмосферного повітря проводиться з метою отримання, збирання, оброблення, збереження та аналізу інформації про рівень забруднення атмосферного повітря, оцінки та прогнозування його змін і ступеня небезпечності та розроблення науково обґрунтованих рекомендацій для прийняття рішень у галузі охорони атмосферного повітря (ст. 32 Закону України “Про охорону атмосферного повітря”). Він є складовою частиною державної системи моніторингу довкілля України [8].