Введение. Процессы и свойства атмосферы изменяются под воздействием деятельности человека. Повышенные концентрации загрязняющих веществ, таких как взвешенные вещества, диоксид серы, диоксид и оксид азота, оксид углерода, и специфических загрязняющих веществ, характерных для отдельных территорий субъекта федерации оказывают негативное влияние на здоровье человека и экосистемы. Экологические показатели в количестве 50 шт. [1] дают возможность не только определить степень антропогенного воздействия на атмосферный воздух в целом, но и позволяет оценить влияние воздействия каждого сектора экономики. Значения этих показателей в сравнении с предыдущими годами, позволяют корректировать экологическую политику путем пересмотра установленных нормативов выбросов и выданных на их основе лицензий и разрешений на те виды деятельности, которые могут негативно воздействовать на окружающую среду, а также путем совершенствования применения экономических инструментов.
Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Из Госдоклада [1] были взяты статистические данные по всем субъектам федерации и рассмотрено влияние численности населения на количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.
Исходные данные. Нами приняты следующие условные обозначения: N- население субъекта федерации, тыс. чел, ЗАВ – количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух на единицу площади, т/тыс. га.
Методика факторного анализа. Факторный анализ определяют как совокупность методов многомерного статистического анализа, применяемых для изучения взаимосвязей между значениями изучаемых параметров как показателей системы и одновременно как объясняющих переменных [2]. Для этого нужны добротные статистические данные, которыми вполне становятся результаты регулярных испытаний речной воды на загрязнение малой реки перед городским водозабором.
Наш подход относится к статистическому моделированию именно из-за принятия достоверных статистических данных, но без произвольного выбора вида математических зависимостей. В итоге все эколого-химические реакции, происходящие с различными видами загрязнения в речной воде, дают по показателю концентрации, причем в динамике по суткам, одну и ту же общую математическую закономерность.
Закономерности и их обсуждение. После идентификации биотехнического закона и вейвлет-сигнала [2] был получена трехчленная закономерность (рис. 1) вида
, (1)
,
,
где p - амплитуда (половина) колебательного возмущения загрязняющих воздух веществ, т/тыс. га, p - полупериод колебательного возмущения загрязняющих веществ, тыс. чел.
|
|
|
|
тренд |
вейвлет-сигнал (волновая функция) |
|
|
|
|
тренд + вейвлет-сигнал |
остатки после модели (1) |
Рисунок 1 – Графики составляющих и общей закономерности влияния численности населения субъектов Российской Федерации на количество выбросов
Из графиков видно, что население субъекта федерации до 4,4 млн. чел. мало влияет на выбросы. А после по тренду происходит резкое увеличение выбросов. Дополнительно к этому, начиная с численности 4,2 млн. чел., выбросы подвергаются сильнейшему колебанию.
Выводы. В итоге моделирования было получено, что субъект Российской Федерации с большой численностью населения более 4,2 млн. чел. экологически идет вразнос.